Merge tag 'amd-drm-next-5.20-2022-07-05' of https://gitlab.freedesktop.org/agd5f...
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / slub.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
4  * objects in per cpu and per node lists.
5  *
6  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operations
7  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
8  *
9  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
10  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
11  */
12
13 #include <linux/mm.h>
14 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/bit_spinlock.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/swab.h>
19 #include <linux/bitops.h>
20 #include <linux/slab.h>
21 #include "slab.h"
22 #include <linux/proc_fs.h>
23 #include <linux/seq_file.h>
24 #include <linux/kasan.h>
25 #include <linux/cpu.h>
26 #include <linux/cpuset.h>
27 #include <linux/mempolicy.h>
28 #include <linux/ctype.h>
29 #include <linux/stackdepot.h>
30 #include <linux/debugobjects.h>
31 #include <linux/kallsyms.h>
32 #include <linux/kfence.h>
33 #include <linux/memory.h>
34 #include <linux/math64.h>
35 #include <linux/fault-inject.h>
36 #include <linux/stacktrace.h>
37 #include <linux/prefetch.h>
38 #include <linux/memcontrol.h>
39 #include <linux/random.h>
40 #include <kunit/test.h>
41 #include <linux/sort.h>
42
43 #include <linux/debugfs.h>
44 #include <trace/events/kmem.h>
45
46 #include "internal.h"
47
48 /*
49  * Lock order:
50  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
51  *   2. node->list_lock (Spinlock)
52  *   3. kmem_cache->cpu_slab->lock (Local lock)
53  *   4. slab_lock(slab) (Only on some arches or for debugging)
54  *   5. object_map_lock (Only for debugging)
55  *
56  *   slab_mutex
57  *
58  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
59  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
60  *   Also synchronizes memory hotplug callbacks.
61  *
62  *   slab_lock
63  *
64  *   The slab_lock is a wrapper around the page lock, thus it is a bit
65  *   spinlock.
66  *
67  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
68  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects:
69  *      A. slab->freelist       -> List of free objects in a slab
70  *      B. slab->inuse          -> Number of objects in use
71  *      C. slab->objects        -> Number of objects in slab
72  *      D. slab->frozen         -> frozen state
73  *
74  *   Frozen slabs
75  *
76  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
77  *   on any list except per cpu partial list. The processor that froze the
78  *   slab is the one who can perform list operations on the slab. Other
79  *   processors may put objects onto the freelist but the processor that
80  *   froze the slab is the only one that can retrieve the objects from the
81  *   slab's freelist.
82  *
83  *   list_lock
84  *
85  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
86  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
87  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
88  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
89  *   modified without taking the list lock).
90  *
91  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
92  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
93  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
94  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
95  *   the list lock.
96  *
97  *   cpu_slab->lock local lock
98  *
99  *   This locks protect slowpath manipulation of all kmem_cache_cpu fields
100  *   except the stat counters. This is a percpu structure manipulated only by
101  *   the local cpu, so the lock protects against being preempted or interrupted
102  *   by an irq. Fast path operations rely on lockless operations instead.
103  *   On PREEMPT_RT, the local lock does not actually disable irqs (and thus
104  *   prevent the lockless operations), so fastpath operations also need to take
105  *   the lock and are no longer lockless.
106  *
107  *   lockless fastpaths
108  *
109  *   The fast path allocation (slab_alloc_node()) and freeing (do_slab_free())
110  *   are fully lockless when satisfied from the percpu slab (and when
111  *   cmpxchg_double is possible to use, otherwise slab_lock is taken).
112  *   They also don't disable preemption or migration or irqs. They rely on
113  *   the transaction id (tid) field to detect being preempted or moved to
114  *   another cpu.
115  *
116  *   irq, preemption, migration considerations
117  *
118  *   Interrupts are disabled as part of list_lock or local_lock operations, or
119  *   around the slab_lock operation, in order to make the slab allocator safe
120  *   to use in the context of an irq.
121  *
122  *   In addition, preemption (or migration on PREEMPT_RT) is disabled in the
123  *   allocation slowpath, bulk allocation, and put_cpu_partial(), so that the
124  *   local cpu doesn't change in the process and e.g. the kmem_cache_cpu pointer
125  *   doesn't have to be revalidated in each section protected by the local lock.
126  *
127  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
128  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
129  *
130  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
131  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
132  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
133  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
134  * cannot scan all objects.
135  *
136  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
137  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
138  * fast frees and allocs.
139  *
140  * slab->frozen         The slab is frozen and exempt from list processing.
141  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
142  *                      such as satisfying allocations for a specific
143  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
144  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
145  *                      list operations. It is up to the processor holding
146  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
147  *                      when the slab is no longer needed.
148  *
149  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
150  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
151  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
152  *                      freelist that allows lockless access to
153  *                      free objects in addition to the regular freelist
154  *                      that requires the slab lock.
155  *
156  * SLAB_DEBUG_FLAGS     Slab requires special handling due to debug
157  *                      options set. This moves slab handling out of
158  *                      the fast path and disables lockless freelists.
159  */
160
161 /*
162  * We could simply use migrate_disable()/enable() but as long as it's a
163  * function call even on !PREEMPT_RT, use inline preempt_disable() there.
164  */
165 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RT
166 #define slub_get_cpu_ptr(var)   get_cpu_ptr(var)
167 #define slub_put_cpu_ptr(var)   put_cpu_ptr(var)
168 #else
169 #define slub_get_cpu_ptr(var)           \
170 ({                                      \
171         migrate_disable();              \
172         this_cpu_ptr(var);              \
173 })
174 #define slub_put_cpu_ptr(var)           \
175 do {                                    \
176         (void)(var);                    \
177         migrate_enable();               \
178 } while (0)
179 #endif
180
181 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
182 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
183 DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(slub_debug_enabled);
184 #else
185 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(slub_debug_enabled);
186 #endif
187 #endif          /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
188
189 static inline bool kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
190 {
191         return kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_DEBUG_FLAGS);
192 }
193
194 void *fixup_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
195 {
196         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE))
197                 p += s->red_left_pad;
198
199         return p;
200 }
201
202 static inline bool kmem_cache_has_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
203 {
204 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
205         return !kmem_cache_debug(s);
206 #else
207         return false;
208 #endif
209 }
210
211 /*
212  * Issues still to be resolved:
213  *
214  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
215  *
216  * - Variable sizing of the per node arrays
217  */
218
219 /* Enable to log cmpxchg failures */
220 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
221
222 /*
223  * Minimum number of partial slabs. These will be left on the partial
224  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
225  */
226 #define MIN_PARTIAL 5
227
228 /*
229  * Maximum number of desirable partial slabs.
230  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
231  * sort the partial list by the number of objects in use.
232  */
233 #define MAX_PARTIAL 10
234
235 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_RED_ZONE | \
236                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
237
238 /*
239  * These debug flags cannot use CMPXCHG because there might be consistency
240  * issues when checking or reading debug information
241  */
242 #define SLAB_NO_CMPXCHG (SLAB_CONSISTENCY_CHECKS | SLAB_STORE_USER | \
243                                 SLAB_TRACE)
244
245
246 /*
247  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
248  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
249  * metadata.
250  */
251 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
252
253 #define OO_SHIFT        16
254 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
255 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since slab.objects is u15 */
256
257 /* Internal SLUB flags */
258 /* Poison object */
259 #define __OBJECT_POISON         ((slab_flags_t __force)0x80000000U)
260 /* Use cmpxchg_double */
261 #define __CMPXCHG_DOUBLE        ((slab_flags_t __force)0x40000000U)
262
263 /*
264  * Tracking user of a slab.
265  */
266 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
267 struct track {
268         unsigned long addr;     /* Called from address */
269 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
270         depot_stack_handle_t handle;
271 #endif
272         int cpu;                /* Was running on cpu */
273         int pid;                /* Pid context */
274         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
275 };
276
277 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
278
279 #ifdef CONFIG_SYSFS
280 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
281 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
282 #else
283 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
284 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
285                                                         { return 0; }
286 #endif
287
288 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
289 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *);
290 #else
291 static inline void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { }
292 #endif
293
294 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
295 {
296 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
297         /*
298          * The rmw is racy on a preemptible kernel but this is acceptable, so
299          * avoid this_cpu_add()'s irq-disable overhead.
300          */
301         raw_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
302 #endif
303 }
304
305 /*
306  * Tracks for which NUMA nodes we have kmem_cache_nodes allocated.
307  * Corresponds to node_state[N_NORMAL_MEMORY], but can temporarily
308  * differ during memory hotplug/hotremove operations.
309  * Protected by slab_mutex.
310  */
311 static nodemask_t slab_nodes;
312
313 /********************************************************************
314  *                      Core slab cache functions
315  *******************************************************************/
316
317 /*
318  * Returns freelist pointer (ptr). With hardening, this is obfuscated
319  * with an XOR of the address where the pointer is held and a per-cache
320  * random number.
321  */
322 static inline void *freelist_ptr(const struct kmem_cache *s, void *ptr,
323                                  unsigned long ptr_addr)
324 {
325 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
326         /*
327          * When CONFIG_KASAN_SW/HW_TAGS is enabled, ptr_addr might be tagged.
328          * Normally, this doesn't cause any issues, as both set_freepointer()
329          * and get_freepointer() are called with a pointer with the same tag.
330          * However, there are some issues with CONFIG_SLUB_DEBUG code. For
331          * example, when __free_slub() iterates over objects in a cache, it
332          * passes untagged pointers to check_object(). check_object() in turns
333          * calls get_freepointer() with an untagged pointer, which causes the
334          * freepointer to be restored incorrectly.
335          */
336         return (void *)((unsigned long)ptr ^ s->random ^
337                         swab((unsigned long)kasan_reset_tag((void *)ptr_addr)));
338 #else
339         return ptr;
340 #endif
341 }
342
343 /* Returns the freelist pointer recorded at location ptr_addr. */
344 static inline void *freelist_dereference(const struct kmem_cache *s,
345                                          void *ptr_addr)
346 {
347         return freelist_ptr(s, (void *)*(unsigned long *)(ptr_addr),
348                             (unsigned long)ptr_addr);
349 }
350
351 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
352 {
353         object = kasan_reset_tag(object);
354         return freelist_dereference(s, object + s->offset);
355 }
356
357 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
358 {
359         prefetchw(object + s->offset);
360 }
361
362 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
363 {
364         unsigned long freepointer_addr;
365         void *p;
366
367         if (!debug_pagealloc_enabled_static())
368                 return get_freepointer(s, object);
369
370         object = kasan_reset_tag(object);
371         freepointer_addr = (unsigned long)object + s->offset;
372         copy_from_kernel_nofault(&p, (void **)freepointer_addr, sizeof(p));
373         return freelist_ptr(s, p, freepointer_addr);
374 }
375
376 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
377 {
378         unsigned long freeptr_addr = (unsigned long)object + s->offset;
379
380 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
381         BUG_ON(object == fp); /* naive detection of double free or corruption */
382 #endif
383
384         freeptr_addr = (unsigned long)kasan_reset_tag((void *)freeptr_addr);
385         *(void **)freeptr_addr = freelist_ptr(s, fp, freeptr_addr);
386 }
387
388 /* Loop over all objects in a slab */
389 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
390         for (__p = fixup_red_left(__s, __addr); \
391                 __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size; \
392                 __p += (__s)->size)
393
394 static inline unsigned int order_objects(unsigned int order, unsigned int size)
395 {
396         return ((unsigned int)PAGE_SIZE << order) / size;
397 }
398
399 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(unsigned int order,
400                 unsigned int size)
401 {
402         struct kmem_cache_order_objects x = {
403                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size)
404         };
405
406         return x;
407 }
408
409 static inline unsigned int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
410 {
411         return x.x >> OO_SHIFT;
412 }
413
414 static inline unsigned int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
415 {
416         return x.x & OO_MASK;
417 }
418
419 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
420 static void slub_set_cpu_partial(struct kmem_cache *s, unsigned int nr_objects)
421 {
422         unsigned int nr_slabs;
423
424         s->cpu_partial = nr_objects;
425
426         /*
427          * We take the number of objects but actually limit the number of
428          * slabs on the per cpu partial list, in order to limit excessive
429          * growth of the list. For simplicity we assume that the slabs will
430          * be half-full.
431          */
432         nr_slabs = DIV_ROUND_UP(nr_objects * 2, oo_objects(s->oo));
433         s->cpu_partial_slabs = nr_slabs;
434 }
435 #else
436 static inline void
437 slub_set_cpu_partial(struct kmem_cache *s, unsigned int nr_objects)
438 {
439 }
440 #endif /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
441
442 /*
443  * Per slab locking using the pagelock
444  */
445 static __always_inline void __slab_lock(struct slab *slab)
446 {
447         struct page *page = slab_page(slab);
448
449         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
450         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
451 }
452
453 static __always_inline void __slab_unlock(struct slab *slab)
454 {
455         struct page *page = slab_page(slab);
456
457         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
458         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
459 }
460
461 static __always_inline void slab_lock(struct slab *slab, unsigned long *flags)
462 {
463         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT))
464                 local_irq_save(*flags);
465         __slab_lock(slab);
466 }
467
468 static __always_inline void slab_unlock(struct slab *slab, unsigned long *flags)
469 {
470         __slab_unlock(slab);
471         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT))
472                 local_irq_restore(*flags);
473 }
474
475 /*
476  * Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right), typically
477  * by an _irqsave() lock variant. Except on PREEMPT_RT where locks are different
478  * so we disable interrupts as part of slab_[un]lock().
479  */
480 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
481                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
482                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
483                 const char *n)
484 {
485         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT))
486                 lockdep_assert_irqs_disabled();
487 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
488     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
489         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
490                 if (cmpxchg_double(&slab->freelist, &slab->counters,
491                                    freelist_old, counters_old,
492                                    freelist_new, counters_new))
493                         return true;
494         } else
495 #endif
496         {
497                 /* init to 0 to prevent spurious warnings */
498                 unsigned long flags = 0;
499
500                 slab_lock(slab, &flags);
501                 if (slab->freelist == freelist_old &&
502                                         slab->counters == counters_old) {
503                         slab->freelist = freelist_new;
504                         slab->counters = counters_new;
505                         slab_unlock(slab, &flags);
506                         return true;
507                 }
508                 slab_unlock(slab, &flags);
509         }
510
511         cpu_relax();
512         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
513
514 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
515         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
516 #endif
517
518         return false;
519 }
520
521 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
522                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
523                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
524                 const char *n)
525 {
526 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
527     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
528         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
529                 if (cmpxchg_double(&slab->freelist, &slab->counters,
530                                    freelist_old, counters_old,
531                                    freelist_new, counters_new))
532                         return true;
533         } else
534 #endif
535         {
536                 unsigned long flags;
537
538                 local_irq_save(flags);
539                 __slab_lock(slab);
540                 if (slab->freelist == freelist_old &&
541                                         slab->counters == counters_old) {
542                         slab->freelist = freelist_new;
543                         slab->counters = counters_new;
544                         __slab_unlock(slab);
545                         local_irq_restore(flags);
546                         return true;
547                 }
548                 __slab_unlock(slab);
549                 local_irq_restore(flags);
550         }
551
552         cpu_relax();
553         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
554
555 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
556         pr_info("%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
557 #endif
558
559         return false;
560 }
561
562 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
563 static unsigned long object_map[BITS_TO_LONGS(MAX_OBJS_PER_PAGE)];
564 static DEFINE_RAW_SPINLOCK(object_map_lock);
565
566 static void __fill_map(unsigned long *obj_map, struct kmem_cache *s,
567                        struct slab *slab)
568 {
569         void *addr = slab_address(slab);
570         void *p;
571
572         bitmap_zero(obj_map, slab->objects);
573
574         for (p = slab->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
575                 set_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map);
576 }
577
578 #if IS_ENABLED(CONFIG_KUNIT)
579 static bool slab_add_kunit_errors(void)
580 {
581         struct kunit_resource *resource;
582
583         if (likely(!current->kunit_test))
584                 return false;
585
586         resource = kunit_find_named_resource(current->kunit_test, "slab_errors");
587         if (!resource)
588                 return false;
589
590         (*(int *)resource->data)++;
591         kunit_put_resource(resource);
592         return true;
593 }
594 #else
595 static inline bool slab_add_kunit_errors(void) { return false; }
596 #endif
597
598 /*
599  * Determine a map of objects in use in a slab.
600  *
601  * Node listlock must be held to guarantee that the slab does
602  * not vanish from under us.
603  */
604 static unsigned long *get_map(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
605         __acquires(&object_map_lock)
606 {
607         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
608
609         raw_spin_lock(&object_map_lock);
610
611         __fill_map(object_map, s, slab);
612
613         return object_map;
614 }
615
616 static void put_map(unsigned long *map) __releases(&object_map_lock)
617 {
618         VM_BUG_ON(map != object_map);
619         raw_spin_unlock(&object_map_lock);
620 }
621
622 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
623 {
624         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
625                 return s->size - s->red_left_pad;
626
627         return s->size;
628 }
629
630 static inline void *restore_red_left(struct kmem_cache *s, void *p)
631 {
632         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
633                 p -= s->red_left_pad;
634
635         return p;
636 }
637
638 /*
639  * Debug settings:
640  */
641 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG_ON)
642 static slab_flags_t slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
643 #else
644 static slab_flags_t slub_debug;
645 #endif
646
647 static char *slub_debug_string;
648 static int disable_higher_order_debug;
649
650 /*
651  * slub is about to manipulate internal object metadata.  This memory lies
652  * outside the range of the allocated object, so accessing it would normally
653  * be reported by kasan as a bounds error.  metadata_access_enable() is used
654  * to tell kasan that these accesses are OK.
655  */
656 static inline void metadata_access_enable(void)
657 {
658         kasan_disable_current();
659 }
660
661 static inline void metadata_access_disable(void)
662 {
663         kasan_enable_current();
664 }
665
666 /*
667  * Object debugging
668  */
669
670 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
671 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
672                                 struct slab *slab, void *object)
673 {
674         void *base;
675
676         if (!object)
677                 return 1;
678
679         base = slab_address(slab);
680         object = kasan_reset_tag(object);
681         object = restore_red_left(s, object);
682         if (object < base || object >= base + slab->objects * s->size ||
683                 (object - base) % s->size) {
684                 return 0;
685         }
686
687         return 1;
688 }
689
690 static void print_section(char *level, char *text, u8 *addr,
691                           unsigned int length)
692 {
693         metadata_access_enable();
694         print_hex_dump(level, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS,
695                         16, 1, kasan_reset_tag((void *)addr), length, 1);
696         metadata_access_disable();
697 }
698
699 /*
700  * See comment in calculate_sizes().
701  */
702 static inline bool freeptr_outside_object(struct kmem_cache *s)
703 {
704         return s->offset >= s->inuse;
705 }
706
707 /*
708  * Return offset of the end of info block which is inuse + free pointer if
709  * not overlapping with object.
710  */
711 static inline unsigned int get_info_end(struct kmem_cache *s)
712 {
713         if (freeptr_outside_object(s))
714                 return s->inuse + sizeof(void *);
715         else
716                 return s->inuse;
717 }
718
719 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
720         enum track_item alloc)
721 {
722         struct track *p;
723
724         p = object + get_info_end(s);
725
726         return kasan_reset_tag(p + alloc);
727 }
728
729 static void noinline set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
730                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
731 {
732         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
733
734 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
735         unsigned long entries[TRACK_ADDRS_COUNT];
736         unsigned int nr_entries;
737
738         nr_entries = stack_trace_save(entries, ARRAY_SIZE(entries), 3);
739         p->handle = stack_depot_save(entries, nr_entries, GFP_NOWAIT);
740 #endif
741
742         p->addr = addr;
743         p->cpu = smp_processor_id();
744         p->pid = current->pid;
745         p->when = jiffies;
746 }
747
748 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
749 {
750         struct track *p;
751
752         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
753                 return;
754
755         p = get_track(s, object, TRACK_ALLOC);
756         memset(p, 0, 2*sizeof(struct track));
757 }
758
759 static void print_track(const char *s, struct track *t, unsigned long pr_time)
760 {
761         depot_stack_handle_t handle __maybe_unused;
762
763         if (!t->addr)
764                 return;
765
766         pr_err("%s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
767                s, (void *)t->addr, pr_time - t->when, t->cpu, t->pid);
768 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
769         handle = READ_ONCE(t->handle);
770         if (handle)
771                 stack_depot_print(handle);
772         else
773                 pr_err("object allocation/free stack trace missing\n");
774 #endif
775 }
776
777 void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
778 {
779         unsigned long pr_time = jiffies;
780         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
781                 return;
782
783         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC), pr_time);
784         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE), pr_time);
785 }
786
787 static void print_slab_info(const struct slab *slab)
788 {
789         struct folio *folio = (struct folio *)slab_folio(slab);
790
791         pr_err("Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=%pGp\n",
792                slab, slab->objects, slab->inuse, slab->freelist,
793                folio_flags(folio, 0));
794 }
795
796 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
797 {
798         struct va_format vaf;
799         va_list args;
800
801         va_start(args, fmt);
802         vaf.fmt = fmt;
803         vaf.va = &args;
804         pr_err("=============================================================================\n");
805         pr_err("BUG %s (%s): %pV\n", s->name, print_tainted(), &vaf);
806         pr_err("-----------------------------------------------------------------------------\n\n");
807         va_end(args);
808 }
809
810 __printf(2, 3)
811 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
812 {
813         struct va_format vaf;
814         va_list args;
815
816         if (slab_add_kunit_errors())
817                 return;
818
819         va_start(args, fmt);
820         vaf.fmt = fmt;
821         vaf.va = &args;
822         pr_err("FIX %s: %pV\n", s->name, &vaf);
823         va_end(args);
824 }
825
826 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, u8 *p)
827 {
828         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
829         u8 *addr = slab_address(slab);
830
831         print_tracking(s, p);
832
833         print_slab_info(slab);
834
835         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
836                p, p - addr, get_freepointer(s, p));
837
838         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
839                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p - s->red_left_pad,
840                               s->red_left_pad);
841         else if (p > addr + 16)
842                 print_section(KERN_ERR, "Bytes b4 ", p - 16, 16);
843
844         print_section(KERN_ERR,         "Object   ", p,
845                       min_t(unsigned int, s->object_size, PAGE_SIZE));
846         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
847                 print_section(KERN_ERR, "Redzone  ", p + s->object_size,
848                         s->inuse - s->object_size);
849
850         off = get_info_end(s);
851
852         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
853                 off += 2 * sizeof(struct track);
854
855         off += kasan_metadata_size(s);
856
857         if (off != size_from_object(s))
858                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
859                 print_section(KERN_ERR, "Padding  ", p + off,
860                               size_from_object(s) - off);
861
862         dump_stack();
863 }
864
865 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
866                         u8 *object, char *reason)
867 {
868         if (slab_add_kunit_errors())
869                 return;
870
871         slab_bug(s, "%s", reason);
872         print_trailer(s, slab, object);
873         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
874 }
875
876 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
877                                void **freelist, void *nextfree)
878 {
879         if ((s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) &&
880             !check_valid_pointer(s, slab, nextfree) && freelist) {
881                 object_err(s, slab, *freelist, "Freechain corrupt");
882                 *freelist = NULL;
883                 slab_fix(s, "Isolate corrupted freechain");
884                 return true;
885         }
886
887         return false;
888 }
889
890 static __printf(3, 4) void slab_err(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
891                         const char *fmt, ...)
892 {
893         va_list args;
894         char buf[100];
895
896         if (slab_add_kunit_errors())
897                 return;
898
899         va_start(args, fmt);
900         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
901         va_end(args);
902         slab_bug(s, "%s", buf);
903         print_slab_info(slab);
904         dump_stack();
905         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
906 }
907
908 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
909 {
910         u8 *p = kasan_reset_tag(object);
911
912         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
913                 memset(p - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad);
914
915         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
916                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
917                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
918         }
919
920         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
921                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
922 }
923
924 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
925                                                 void *from, void *to)
926 {
927         slab_fix(s, "Restoring %s 0x%p-0x%p=0x%x", message, from, to - 1, data);
928         memset(from, data, to - from);
929 }
930
931 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
932                         u8 *object, char *what,
933                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
934 {
935         u8 *fault;
936         u8 *end;
937         u8 *addr = slab_address(slab);
938
939         metadata_access_enable();
940         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(start), value, bytes);
941         metadata_access_disable();
942         if (!fault)
943                 return 1;
944
945         end = start + bytes;
946         while (end > fault && end[-1] == value)
947                 end--;
948
949         if (slab_add_kunit_errors())
950                 goto skip_bug_print;
951
952         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
953         pr_err("0x%p-0x%p @offset=%tu. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
954                                         fault, end - 1, fault - addr,
955                                         fault[0], value);
956         print_trailer(s, slab, object);
957         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
958
959 skip_bug_print:
960         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
961         return 0;
962 }
963
964 /*
965  * Object layout:
966  *
967  * object address
968  *      Bytes of the object to be managed.
969  *      If the freepointer may overlay the object then the free
970  *      pointer is at the middle of the object.
971  *
972  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
973  *      0xa5 (POISON_END)
974  *
975  * object + s->object_size
976  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
977  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
978  *      object_size == inuse.
979  *
980  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
981  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
982  *
983  * object + s->inuse
984  *      Meta data starts here.
985  *
986  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
987  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
988  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at minimum
989  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
990  *              before the word boundary.
991  *
992  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
993  *
994  * object + s->size
995  *      Nothing is used beyond s->size.
996  *
997  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
998  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
999  * may be used with merged slabcaches.
1000  */
1001
1002 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, u8 *p)
1003 {
1004         unsigned long off = get_info_end(s);    /* The end of info */
1005
1006         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1007                 /* We also have user information there */
1008                 off += 2 * sizeof(struct track);
1009
1010         off += kasan_metadata_size(s);
1011
1012         if (size_from_object(s) == off)
1013                 return 1;
1014
1015         return check_bytes_and_report(s, slab, p, "Object padding",
1016                         p + off, POISON_INUSE, size_from_object(s) - off);
1017 }
1018
1019 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
1020 static void slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
1021 {
1022         u8 *start;
1023         u8 *fault;
1024         u8 *end;
1025         u8 *pad;
1026         int length;
1027         int remainder;
1028
1029         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
1030                 return;
1031
1032         start = slab_address(slab);
1033         length = slab_size(slab);
1034         end = start + length;
1035         remainder = length % s->size;
1036         if (!remainder)
1037                 return;
1038
1039         pad = end - remainder;
1040         metadata_access_enable();
1041         fault = memchr_inv(kasan_reset_tag(pad), POISON_INUSE, remainder);
1042         metadata_access_disable();
1043         if (!fault)
1044                 return;
1045         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
1046                 end--;
1047
1048         slab_err(s, slab, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p @offset=%tu",
1049                         fault, end - 1, fault - start);
1050         print_section(KERN_ERR, "Padding ", pad, remainder);
1051
1052         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, fault, end);
1053 }
1054
1055 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1056                                         void *object, u8 val)
1057 {
1058         u8 *p = object;
1059         u8 *endobject = object + s->object_size;
1060
1061         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1062                 if (!check_bytes_and_report(s, slab, object, "Left Redzone",
1063                         object - s->red_left_pad, val, s->red_left_pad))
1064                         return 0;
1065
1066                 if (!check_bytes_and_report(s, slab, object, "Right Redzone",
1067                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
1068                         return 0;
1069         } else {
1070                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
1071                         check_bytes_and_report(s, slab, p, "Alignment padding",
1072                                 endobject, POISON_INUSE,
1073                                 s->inuse - s->object_size);
1074                 }
1075         }
1076
1077         if (s->flags & SLAB_POISON) {
1078                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
1079                         (!check_bytes_and_report(s, slab, p, "Poison", p,
1080                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
1081                          !check_bytes_and_report(s, slab, p, "End Poison",
1082                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
1083                         return 0;
1084                 /*
1085                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
1086                  */
1087                 check_pad_bytes(s, slab, p);
1088         }
1089
1090         if (!freeptr_outside_object(s) && val == SLUB_RED_ACTIVE)
1091                 /*
1092                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
1093                  * freepointer while object is allocated.
1094                  */
1095                 return 1;
1096
1097         /* Check free pointer validity */
1098         if (!check_valid_pointer(s, slab, get_freepointer(s, p))) {
1099                 object_err(s, slab, p, "Freepointer corrupt");
1100                 /*
1101                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
1102                  * of the free objects in this slab. May cause
1103                  * another error because the object count is now wrong.
1104                  */
1105                 set_freepointer(s, p, NULL);
1106                 return 0;
1107         }
1108         return 1;
1109 }
1110
1111 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
1112 {
1113         int maxobj;
1114
1115         if (!folio_test_slab(slab_folio(slab))) {
1116                 slab_err(s, slab, "Not a valid slab page");
1117                 return 0;
1118         }
1119
1120         maxobj = order_objects(slab_order(slab), s->size);
1121         if (slab->objects > maxobj) {
1122                 slab_err(s, slab, "objects %u > max %u",
1123                         slab->objects, maxobj);
1124                 return 0;
1125         }
1126         if (slab->inuse > slab->objects) {
1127                 slab_err(s, slab, "inuse %u > max %u",
1128                         slab->inuse, slab->objects);
1129                 return 0;
1130         }
1131         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
1132         slab_pad_check(s, slab);
1133         return 1;
1134 }
1135
1136 /*
1137  * Determine if a certain object in a slab is on the freelist. Must hold the
1138  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
1139  */
1140 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *search)
1141 {
1142         int nr = 0;
1143         void *fp;
1144         void *object = NULL;
1145         int max_objects;
1146
1147         fp = slab->freelist;
1148         while (fp && nr <= slab->objects) {
1149                 if (fp == search)
1150                         return 1;
1151                 if (!check_valid_pointer(s, slab, fp)) {
1152                         if (object) {
1153                                 object_err(s, slab, object,
1154                                         "Freechain corrupt");
1155                                 set_freepointer(s, object, NULL);
1156                         } else {
1157                                 slab_err(s, slab, "Freepointer corrupt");
1158                                 slab->freelist = NULL;
1159                                 slab->inuse = slab->objects;
1160                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
1161                                 return 0;
1162                         }
1163                         break;
1164                 }
1165                 object = fp;
1166                 fp = get_freepointer(s, object);
1167                 nr++;
1168         }
1169
1170         max_objects = order_objects(slab_order(slab), s->size);
1171         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1172                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
1173
1174         if (slab->objects != max_objects) {
1175                 slab_err(s, slab, "Wrong number of objects. Found %d but should be %d",
1176                          slab->objects, max_objects);
1177                 slab->objects = max_objects;
1178                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted");
1179         }
1180         if (slab->inuse != slab->objects - nr) {
1181                 slab_err(s, slab, "Wrong object count. Counter is %d but counted were %d",
1182                          slab->inuse, slab->objects - nr);
1183                 slab->inuse = slab->objects - nr;
1184                 slab_fix(s, "Object count adjusted");
1185         }
1186         return search == NULL;
1187 }
1188
1189 static void trace(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *object,
1190                                                                 int alloc)
1191 {
1192         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1193                 pr_info("TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1194                         s->name,
1195                         alloc ? "alloc" : "free",
1196                         object, slab->inuse,
1197                         slab->freelist);
1198
1199                 if (!alloc)
1200                         print_section(KERN_INFO, "Object ", (void *)object,
1201                                         s->object_size);
1202
1203                 dump_stack();
1204         }
1205 }
1206
1207 /*
1208  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1209  */
1210 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1211         struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab)
1212 {
1213         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1214                 return;
1215
1216         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1217         list_add(&slab->slab_list, &n->full);
1218 }
1219
1220 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab)
1221 {
1222         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1223                 return;
1224
1225         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
1226         list_del(&slab->slab_list);
1227 }
1228
1229 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1230 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1231 {
1232         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1233
1234         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1235 }
1236
1237 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1238 {
1239         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1240 }
1241
1242 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1243 {
1244         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1245
1246         /*
1247          * May be called early in order to allocate a slab for the
1248          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1249          * dilemma by deferring the increment of the count during
1250          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1251          */
1252         if (likely(n)) {
1253                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1254                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1255         }
1256 }
1257 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1258 {
1259         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1260
1261         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1262         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1263 }
1264
1265 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1266 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, void *object)
1267 {
1268         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON))
1269                 return;
1270
1271         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1272         init_tracking(s, object);
1273 }
1274
1275 static
1276 void setup_slab_debug(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *addr)
1277 {
1278         if (!kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_POISON))
1279                 return;
1280
1281         metadata_access_enable();
1282         memset(kasan_reset_tag(addr), POISON_INUSE, slab_size(slab));
1283         metadata_access_disable();
1284 }
1285
1286 static inline int alloc_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1287                                         struct slab *slab, void *object)
1288 {
1289         if (!check_slab(s, slab))
1290                 return 0;
1291
1292         if (!check_valid_pointer(s, slab, object)) {
1293                 object_err(s, slab, object, "Freelist Pointer check fails");
1294                 return 0;
1295         }
1296
1297         if (!check_object(s, slab, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1298                 return 0;
1299
1300         return 1;
1301 }
1302
1303 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1304                                         struct slab *slab,
1305                                         void *object, unsigned long addr)
1306 {
1307         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1308                 if (!alloc_consistency_checks(s, slab, object))
1309                         goto bad;
1310         }
1311
1312         /* Success perform special debug activities for allocs */
1313         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1314                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1315         trace(s, slab, object, 1);
1316         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1317         return 1;
1318
1319 bad:
1320         if (folio_test_slab(slab_folio(slab))) {
1321                 /*
1322                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1323                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1324                  * as used avoids touching the remaining objects.
1325                  */
1326                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1327                 slab->inuse = slab->objects;
1328                 slab->freelist = NULL;
1329         }
1330         return 0;
1331 }
1332
1333 static inline int free_consistency_checks(struct kmem_cache *s,
1334                 struct slab *slab, void *object, unsigned long addr)
1335 {
1336         if (!check_valid_pointer(s, slab, object)) {
1337                 slab_err(s, slab, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1338                 return 0;
1339         }
1340
1341         if (on_freelist(s, slab, object)) {
1342                 object_err(s, slab, object, "Object already free");
1343                 return 0;
1344         }
1345
1346         if (!check_object(s, slab, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1347                 return 0;
1348
1349         if (unlikely(s != slab->slab_cache)) {
1350                 if (!folio_test_slab(slab_folio(slab))) {
1351                         slab_err(s, slab, "Attempt to free object(0x%p) outside of slab",
1352                                  object);
1353                 } else if (!slab->slab_cache) {
1354                         pr_err("SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1355                                object);
1356                         dump_stack();
1357                 } else
1358                         object_err(s, slab, object,
1359                                         "page slab pointer corrupt.");
1360                 return 0;
1361         }
1362         return 1;
1363 }
1364
1365 /* Supports checking bulk free of a constructed freelist */
1366 static noinline int free_debug_processing(
1367         struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1368         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1369         unsigned long addr)
1370 {
1371         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, slab_nid(slab));
1372         void *object = head;
1373         int cnt = 0;
1374         unsigned long flags, flags2;
1375         int ret = 0;
1376
1377         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1378         slab_lock(slab, &flags2);
1379
1380         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1381                 if (!check_slab(s, slab))
1382                         goto out;
1383         }
1384
1385 next_object:
1386         cnt++;
1387
1388         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS) {
1389                 if (!free_consistency_checks(s, slab, object, addr))
1390                         goto out;
1391         }
1392
1393         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1394                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1395         trace(s, slab, object, 0);
1396         /* Freepointer not overwritten by init_object(), SLAB_POISON moved it */
1397         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1398
1399         /* Reached end of constructed freelist yet? */
1400         if (object != tail) {
1401                 object = get_freepointer(s, object);
1402                 goto next_object;
1403         }
1404         ret = 1;
1405
1406 out:
1407         if (cnt != bulk_cnt)
1408                 slab_err(s, slab, "Bulk freelist count(%d) invalid(%d)\n",
1409                          bulk_cnt, cnt);
1410
1411         slab_unlock(slab, &flags2);
1412         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1413         if (!ret)
1414                 slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1415         return ret;
1416 }
1417
1418 /*
1419  * Parse a block of slub_debug options. Blocks are delimited by ';'
1420  *
1421  * @str:    start of block
1422  * @flags:  returns parsed flags, or DEBUG_DEFAULT_FLAGS if none specified
1423  * @slabs:  return start of list of slabs, or NULL when there's no list
1424  * @init:   assume this is initial parsing and not per-kmem-create parsing
1425  *
1426  * returns the start of next block if there's any, or NULL
1427  */
1428 static char *
1429 parse_slub_debug_flags(char *str, slab_flags_t *flags, char **slabs, bool init)
1430 {
1431         bool higher_order_disable = false;
1432
1433         /* Skip any completely empty blocks */
1434         while (*str && *str == ';')
1435                 str++;
1436
1437         if (*str == ',') {
1438                 /*
1439                  * No options but restriction on slabs. This means full
1440                  * debugging for slabs matching a pattern.
1441                  */
1442                 *flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1443                 goto check_slabs;
1444         }
1445         *flags = 0;
1446
1447         /* Determine which debug features should be switched on */
1448         for (; *str && *str != ',' && *str != ';'; str++) {
1449                 switch (tolower(*str)) {
1450                 case '-':
1451                         *flags = 0;
1452                         break;
1453                 case 'f':
1454                         *flags |= SLAB_CONSISTENCY_CHECKS;
1455                         break;
1456                 case 'z':
1457                         *flags |= SLAB_RED_ZONE;
1458                         break;
1459                 case 'p':
1460                         *flags |= SLAB_POISON;
1461                         break;
1462                 case 'u':
1463                         *flags |= SLAB_STORE_USER;
1464                         break;
1465                 case 't':
1466                         *flags |= SLAB_TRACE;
1467                         break;
1468                 case 'a':
1469                         *flags |= SLAB_FAILSLAB;
1470                         break;
1471                 case 'o':
1472                         /*
1473                          * Avoid enabling debugging on caches if its minimum
1474                          * order would increase as a result.
1475                          */
1476                         higher_order_disable = true;
1477                         break;
1478                 default:
1479                         if (init)
1480                                 pr_err("slub_debug option '%c' unknown. skipped\n", *str);
1481                 }
1482         }
1483 check_slabs:
1484         if (*str == ',')
1485                 *slabs = ++str;
1486         else
1487                 *slabs = NULL;
1488
1489         /* Skip over the slab list */
1490         while (*str && *str != ';')
1491                 str++;
1492
1493         /* Skip any completely empty blocks */
1494         while (*str && *str == ';')
1495                 str++;
1496
1497         if (init && higher_order_disable)
1498                 disable_higher_order_debug = 1;
1499
1500         if (*str)
1501                 return str;
1502         else
1503                 return NULL;
1504 }
1505
1506 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1507 {
1508         slab_flags_t flags;
1509         slab_flags_t global_flags;
1510         char *saved_str;
1511         char *slab_list;
1512         bool global_slub_debug_changed = false;
1513         bool slab_list_specified = false;
1514
1515         global_flags = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1516         if (*str++ != '=' || !*str)
1517                 /*
1518                  * No options specified. Switch on full debugging.
1519                  */
1520                 goto out;
1521
1522         saved_str = str;
1523         while (str) {
1524                 str = parse_slub_debug_flags(str, &flags, &slab_list, true);
1525
1526                 if (!slab_list) {
1527                         global_flags = flags;
1528                         global_slub_debug_changed = true;
1529                 } else {
1530                         slab_list_specified = true;
1531                         if (flags & SLAB_STORE_USER)
1532                                 stack_depot_want_early_init();
1533                 }
1534         }
1535
1536         /*
1537          * For backwards compatibility, a single list of flags with list of
1538          * slabs means debugging is only changed for those slabs, so the global
1539          * slub_debug should be unchanged (0 or DEBUG_DEFAULT_FLAGS, depending
1540          * on CONFIG_SLUB_DEBUG_ON). We can extended that to multiple lists as
1541          * long as there is no option specifying flags without a slab list.
1542          */
1543         if (slab_list_specified) {
1544                 if (!global_slub_debug_changed)
1545                         global_flags = slub_debug;
1546                 slub_debug_string = saved_str;
1547         }
1548 out:
1549         slub_debug = global_flags;
1550         if (slub_debug & SLAB_STORE_USER)
1551                 stack_depot_want_early_init();
1552         if (slub_debug != 0 || slub_debug_string)
1553                 static_branch_enable(&slub_debug_enabled);
1554         else
1555                 static_branch_disable(&slub_debug_enabled);
1556         if ((static_branch_unlikely(&init_on_alloc) ||
1557              static_branch_unlikely(&init_on_free)) &&
1558             (slub_debug & SLAB_POISON))
1559                 pr_info("mem auto-init: SLAB_POISON will take precedence over init_on_alloc/init_on_free\n");
1560         return 1;
1561 }
1562
1563 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1564
1565 /*
1566  * kmem_cache_flags - apply debugging options to the cache
1567  * @object_size:        the size of an object without meta data
1568  * @flags:              flags to set
1569  * @name:               name of the cache
1570  *
1571  * Debug option(s) are applied to @flags. In addition to the debug
1572  * option(s), if a slab name (or multiple) is specified i.e.
1573  * slub_debug=<Debug-Options>,<slab name1>,<slab name2> ...
1574  * then only the select slabs will receive the debug option(s).
1575  */
1576 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1577         slab_flags_t flags, const char *name)
1578 {
1579         char *iter;
1580         size_t len;
1581         char *next_block;
1582         slab_flags_t block_flags;
1583         slab_flags_t slub_debug_local = slub_debug;
1584
1585         if (flags & SLAB_NO_USER_FLAGS)
1586                 return flags;
1587
1588         /*
1589          * If the slab cache is for debugging (e.g. kmemleak) then
1590          * don't store user (stack trace) information by default,
1591          * but let the user enable it via the command line below.
1592          */
1593         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1594                 slub_debug_local &= ~SLAB_STORE_USER;
1595
1596         len = strlen(name);
1597         next_block = slub_debug_string;
1598         /* Go through all blocks of debug options, see if any matches our slab's name */
1599         while (next_block) {
1600                 next_block = parse_slub_debug_flags(next_block, &block_flags, &iter, false);
1601                 if (!iter)
1602                         continue;
1603                 /* Found a block that has a slab list, search it */
1604                 while (*iter) {
1605                         char *end, *glob;
1606                         size_t cmplen;
1607
1608                         end = strchrnul(iter, ',');
1609                         if (next_block && next_block < end)
1610                                 end = next_block - 1;
1611
1612                         glob = strnchr(iter, end - iter, '*');
1613                         if (glob)
1614                                 cmplen = glob - iter;
1615                         else
1616                                 cmplen = max_t(size_t, len, (end - iter));
1617
1618                         if (!strncmp(name, iter, cmplen)) {
1619                                 flags |= block_flags;
1620                                 return flags;
1621                         }
1622
1623                         if (!*end || *end == ';')
1624                                 break;
1625                         iter = end + 1;
1626                 }
1627         }
1628
1629         return flags | slub_debug_local;
1630 }
1631 #else /* !CONFIG_SLUB_DEBUG */
1632 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, void *object) {}
1633 static inline
1634 void setup_slab_debug(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, void *addr) {}
1635
1636 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1637         struct slab *slab, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1638
1639 static inline int free_debug_processing(
1640         struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1641         void *head, void *tail, int bulk_cnt,
1642         unsigned long addr) { return 0; }
1643
1644 static inline void slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct slab *slab) {}
1645 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1646                         void *object, u8 val) { return 1; }
1647 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1648                                         struct slab *slab) {}
1649 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1650                                         struct slab *slab) {}
1651 slab_flags_t kmem_cache_flags(unsigned int object_size,
1652         slab_flags_t flags, const char *name)
1653 {
1654         return flags;
1655 }
1656 #define slub_debug 0
1657
1658 #define disable_higher_order_debug 0
1659
1660 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1661                                                         { return 0; }
1662 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1663                                                         { return 0; }
1664 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1665                                                         int objects) {}
1666 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1667                                                         int objects) {}
1668
1669 static bool freelist_corrupted(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1670                                void **freelist, void *nextfree)
1671 {
1672         return false;
1673 }
1674 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1675
1676 /*
1677  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
1678  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
1679  */
1680 static inline void *kmalloc_large_node_hook(void *ptr, size_t size, gfp_t flags)
1681 {
1682         ptr = kasan_kmalloc_large(ptr, size, flags);
1683         /* As ptr might get tagged, call kmemleak hook after KASAN. */
1684         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
1685         return ptr;
1686 }
1687
1688 static __always_inline void kfree_hook(void *x)
1689 {
1690         kmemleak_free(x);
1691         kasan_kfree_large(x);
1692 }
1693
1694 static __always_inline bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s,
1695                                                 void *x, bool init)
1696 {
1697         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1698
1699         debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
1700
1701         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1702                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
1703
1704         /* Use KCSAN to help debug racy use-after-free. */
1705         if (!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU))
1706                 __kcsan_check_access(x, s->object_size,
1707                                      KCSAN_ACCESS_WRITE | KCSAN_ACCESS_ASSERT);
1708
1709         /*
1710          * As memory initialization might be integrated into KASAN,
1711          * kasan_slab_free and initialization memset's must be
1712          * kept together to avoid discrepancies in behavior.
1713          *
1714          * The initialization memset's clear the object and the metadata,
1715          * but don't touch the SLAB redzone.
1716          */
1717         if (init) {
1718                 int rsize;
1719
1720                 if (!kasan_has_integrated_init())
1721                         memset(kasan_reset_tag(x), 0, s->object_size);
1722                 rsize = (s->flags & SLAB_RED_ZONE) ? s->red_left_pad : 0;
1723                 memset((char *)kasan_reset_tag(x) + s->inuse, 0,
1724                        s->size - s->inuse - rsize);
1725         }
1726         /* KASAN might put x into memory quarantine, delaying its reuse. */
1727         return kasan_slab_free(s, x, init);
1728 }
1729
1730 static inline bool slab_free_freelist_hook(struct kmem_cache *s,
1731                                            void **head, void **tail,
1732                                            int *cnt)
1733 {
1734
1735         void *object;
1736         void *next = *head;
1737         void *old_tail = *tail ? *tail : *head;
1738
1739         if (is_kfence_address(next)) {
1740                 slab_free_hook(s, next, false);
1741                 return true;
1742         }
1743
1744         /* Head and tail of the reconstructed freelist */
1745         *head = NULL;
1746         *tail = NULL;
1747
1748         do {
1749                 object = next;
1750                 next = get_freepointer(s, object);
1751
1752                 /* If object's reuse doesn't have to be delayed */
1753                 if (!slab_free_hook(s, object, slab_want_init_on_free(s))) {
1754                         /* Move object to the new freelist */
1755                         set_freepointer(s, object, *head);
1756                         *head = object;
1757                         if (!*tail)
1758                                 *tail = object;
1759                 } else {
1760                         /*
1761                          * Adjust the reconstructed freelist depth
1762                          * accordingly if object's reuse is delayed.
1763                          */
1764                         --(*cnt);
1765                 }
1766         } while (object != old_tail);
1767
1768         if (*head == *tail)
1769                 *tail = NULL;
1770
1771         return *head != NULL;
1772 }
1773
1774 static void *setup_object(struct kmem_cache *s, void *object)
1775 {
1776         setup_object_debug(s, object);
1777         object = kasan_init_slab_obj(s, object);
1778         if (unlikely(s->ctor)) {
1779                 kasan_unpoison_object_data(s, object);
1780                 s->ctor(object);
1781                 kasan_poison_object_data(s, object);
1782         }
1783         return object;
1784 }
1785
1786 /*
1787  * Slab allocation and freeing
1788  */
1789 static inline struct slab *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1790                 struct kmem_cache_order_objects oo)
1791 {
1792         struct folio *folio;
1793         struct slab *slab;
1794         unsigned int order = oo_order(oo);
1795
1796         if (node == NUMA_NO_NODE)
1797                 folio = (struct folio *)alloc_pages(flags, order);
1798         else
1799                 folio = (struct folio *)__alloc_pages_node(node, flags, order);
1800
1801         if (!folio)
1802                 return NULL;
1803
1804         slab = folio_slab(folio);
1805         __folio_set_slab(folio);
1806         if (page_is_pfmemalloc(folio_page(folio, 0)))
1807                 slab_set_pfmemalloc(slab);
1808
1809         return slab;
1810 }
1811
1812 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM
1813 /* Pre-initialize the random sequence cache */
1814 static int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1815 {
1816         unsigned int count = oo_objects(s->oo);
1817         int err;
1818
1819         /* Bailout if already initialised */
1820         if (s->random_seq)
1821                 return 0;
1822
1823         err = cache_random_seq_create(s, count, GFP_KERNEL);
1824         if (err) {
1825                 pr_err("SLUB: Unable to initialize free list for %s\n",
1826                         s->name);
1827                 return err;
1828         }
1829
1830         /* Transform to an offset on the set of pages */
1831         if (s->random_seq) {
1832                 unsigned int i;
1833
1834                 for (i = 0; i < count; i++)
1835                         s->random_seq[i] *= s->size;
1836         }
1837         return 0;
1838 }
1839
1840 /* Initialize each random sequence freelist per cache */
1841 static void __init init_freelist_randomization(void)
1842 {
1843         struct kmem_cache *s;
1844
1845         mutex_lock(&slab_mutex);
1846
1847         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
1848                 init_cache_random_seq(s);
1849
1850         mutex_unlock(&slab_mutex);
1851 }
1852
1853 /* Get the next entry on the pre-computed freelist randomized */
1854 static void *next_freelist_entry(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
1855                                 unsigned long *pos, void *start,
1856                                 unsigned long page_limit,
1857                                 unsigned long freelist_count)
1858 {
1859         unsigned int idx;
1860
1861         /*
1862          * If the target page allocation failed, the number of objects on the
1863          * page might be smaller than the usual size defined by the cache.
1864          */
1865         do {
1866                 idx = s->random_seq[*pos];
1867                 *pos += 1;
1868                 if (*pos >= freelist_count)
1869                         *pos = 0;
1870         } while (unlikely(idx >= page_limit));
1871
1872         return (char *)start + idx;
1873 }
1874
1875 /* Shuffle the single linked freelist based on a random pre-computed sequence */
1876 static bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
1877 {
1878         void *start;
1879         void *cur;
1880         void *next;
1881         unsigned long idx, pos, page_limit, freelist_count;
1882
1883         if (slab->objects < 2 || !s->random_seq)
1884                 return false;
1885
1886         freelist_count = oo_objects(s->oo);
1887         pos = get_random_int() % freelist_count;
1888
1889         page_limit = slab->objects * s->size;
1890         start = fixup_red_left(s, slab_address(slab));
1891
1892         /* First entry is used as the base of the freelist */
1893         cur = next_freelist_entry(s, slab, &pos, start, page_limit,
1894                                 freelist_count);
1895         cur = setup_object(s, cur);
1896         slab->freelist = cur;
1897
1898         for (idx = 1; idx < slab->objects; idx++) {
1899                 next = next_freelist_entry(s, slab, &pos, start, page_limit,
1900                         freelist_count);
1901                 next = setup_object(s, next);
1902                 set_freepointer(s, cur, next);
1903                 cur = next;
1904         }
1905         set_freepointer(s, cur, NULL);
1906
1907         return true;
1908 }
1909 #else
1910 static inline int init_cache_random_seq(struct kmem_cache *s)
1911 {
1912         return 0;
1913 }
1914 static inline void init_freelist_randomization(void) { }
1915 static inline bool shuffle_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
1916 {
1917         return false;
1918 }
1919 #endif /* CONFIG_SLAB_FREELIST_RANDOM */
1920
1921 static struct slab *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1922 {
1923         struct slab *slab;
1924         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1925         gfp_t alloc_gfp;
1926         void *start, *p, *next;
1927         int idx;
1928         bool shuffle;
1929
1930         flags &= gfp_allowed_mask;
1931
1932         flags |= s->allocflags;
1933
1934         /*
1935          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1936          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1937          */
1938         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1939         if ((alloc_gfp & __GFP_DIRECT_RECLAIM) && oo_order(oo) > oo_order(s->min))
1940                 alloc_gfp = (alloc_gfp | __GFP_NOMEMALLOC) & ~__GFP_RECLAIM;
1941
1942         slab = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1943         if (unlikely(!slab)) {
1944                 oo = s->min;
1945                 alloc_gfp = flags;
1946                 /*
1947                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1948                  * Try a lower order alloc if possible
1949                  */
1950                 slab = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1951                 if (unlikely(!slab))
1952                         goto out;
1953                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1954         }
1955
1956         slab->objects = oo_objects(oo);
1957
1958         account_slab(slab, oo_order(oo), s, flags);
1959
1960         slab->slab_cache = s;
1961
1962         kasan_poison_slab(slab);
1963
1964         start = slab_address(slab);
1965
1966         setup_slab_debug(s, slab, start);
1967
1968         shuffle = shuffle_freelist(s, slab);
1969
1970         if (!shuffle) {
1971                 start = fixup_red_left(s, start);
1972                 start = setup_object(s, start);
1973                 slab->freelist = start;
1974                 for (idx = 0, p = start; idx < slab->objects - 1; idx++) {
1975                         next = p + s->size;
1976                         next = setup_object(s, next);
1977                         set_freepointer(s, p, next);
1978                         p = next;
1979                 }
1980                 set_freepointer(s, p, NULL);
1981         }
1982
1983         slab->inuse = slab->objects;
1984         slab->frozen = 1;
1985
1986 out:
1987         if (!slab)
1988                 return NULL;
1989
1990         inc_slabs_node(s, slab_nid(slab), slab->objects);
1991
1992         return slab;
1993 }
1994
1995 static struct slab *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1996 {
1997         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
1998                 flags = kmalloc_fix_flags(flags);
1999
2000         WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
2001
2002         return allocate_slab(s,
2003                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
2004 }
2005
2006 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2007 {
2008         struct folio *folio = slab_folio(slab);
2009         int order = folio_order(folio);
2010         int pages = 1 << order;
2011
2012         if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)) {
2013                 void *p;
2014
2015                 slab_pad_check(s, slab);
2016                 for_each_object(p, s, slab_address(slab), slab->objects)
2017                         check_object(s, slab, p, SLUB_RED_INACTIVE);
2018         }
2019
2020         __slab_clear_pfmemalloc(slab);
2021         __folio_clear_slab(folio);
2022         folio->mapping = NULL;
2023         if (current->reclaim_state)
2024                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
2025         unaccount_slab(slab, order, s);
2026         __free_pages(folio_page(folio, 0), order);
2027 }
2028
2029 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
2030 {
2031         struct slab *slab = container_of(h, struct slab, rcu_head);
2032
2033         __free_slab(slab->slab_cache, slab);
2034 }
2035
2036 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2037 {
2038         if (unlikely(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU)) {
2039                 call_rcu(&slab->rcu_head, rcu_free_slab);
2040         } else
2041                 __free_slab(s, slab);
2042 }
2043
2044 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2045 {
2046         dec_slabs_node(s, slab_nid(slab), slab->objects);
2047         free_slab(s, slab);
2048 }
2049
2050 /*
2051  * Management of partially allocated slabs.
2052  */
2053 static inline void
2054 __add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab, int tail)
2055 {
2056         n->nr_partial++;
2057         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
2058                 list_add_tail(&slab->slab_list, &n->partial);
2059         else
2060                 list_add(&slab->slab_list, &n->partial);
2061 }
2062
2063 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
2064                                 struct slab *slab, int tail)
2065 {
2066         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2067         __add_partial(n, slab, tail);
2068 }
2069
2070 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
2071                                         struct slab *slab)
2072 {
2073         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2074         list_del(&slab->slab_list);
2075         n->nr_partial--;
2076 }
2077
2078 /*
2079  * Remove slab from the partial list, freeze it and
2080  * return the pointer to the freelist.
2081  *
2082  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
2083  */
2084 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
2085                 struct kmem_cache_node *n, struct slab *slab,
2086                 int mode)
2087 {
2088         void *freelist;
2089         unsigned long counters;
2090         struct slab new;
2091
2092         lockdep_assert_held(&n->list_lock);
2093
2094         /*
2095          * Zap the freelist and set the frozen bit.
2096          * The old freelist is the list of objects for the
2097          * per cpu allocation list.
2098          */
2099         freelist = slab->freelist;
2100         counters = slab->counters;
2101         new.counters = counters;
2102         if (mode) {
2103                 new.inuse = slab->objects;
2104                 new.freelist = NULL;
2105         } else {
2106                 new.freelist = freelist;
2107         }
2108
2109         VM_BUG_ON(new.frozen);
2110         new.frozen = 1;
2111
2112         if (!__cmpxchg_double_slab(s, slab,
2113                         freelist, counters,
2114                         new.freelist, new.counters,
2115                         "acquire_slab"))
2116                 return NULL;
2117
2118         remove_partial(n, slab);
2119         WARN_ON(!freelist);
2120         return freelist;
2121 }
2122
2123 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2124 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, int drain);
2125 #else
2126 static inline void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
2127                                    int drain) { }
2128 #endif
2129 static inline bool pfmemalloc_match(struct slab *slab, gfp_t gfpflags);
2130
2131 /*
2132  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
2133  */
2134 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
2135                               struct slab **ret_slab, gfp_t gfpflags)
2136 {
2137         struct slab *slab, *slab2;
2138         void *object = NULL;
2139         unsigned long flags;
2140         unsigned int partial_slabs = 0;
2141
2142         /*
2143          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
2144          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
2145          * partial slab and there is none available then get_partial()
2146          * will return NULL.
2147          */
2148         if (!n || !n->nr_partial)
2149                 return NULL;
2150
2151         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2152         list_for_each_entry_safe(slab, slab2, &n->partial, slab_list) {
2153                 void *t;
2154
2155                 if (!pfmemalloc_match(slab, gfpflags))
2156                         continue;
2157
2158                 t = acquire_slab(s, n, slab, object == NULL);
2159                 if (!t)
2160                         break;
2161
2162                 if (!object) {
2163                         *ret_slab = slab;
2164                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
2165                         object = t;
2166                 } else {
2167                         put_cpu_partial(s, slab, 0);
2168                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
2169                         partial_slabs++;
2170                 }
2171 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2172                 if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s)
2173                         || partial_slabs > s->cpu_partial_slabs / 2)
2174                         break;
2175 #else
2176                 break;
2177 #endif
2178
2179         }
2180         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2181         return object;
2182 }
2183
2184 /*
2185  * Get a slab from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
2186  */
2187 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2188                              struct slab **ret_slab)
2189 {
2190 #ifdef CONFIG_NUMA
2191         struct zonelist *zonelist;
2192         struct zoneref *z;
2193         struct zone *zone;
2194         enum zone_type highest_zoneidx = gfp_zone(flags);
2195         void *object;
2196         unsigned int cpuset_mems_cookie;
2197
2198         /*
2199          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
2200          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
2201          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
2202          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
2203          *
2204          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
2205          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
2206          * may return off node objects because partial slabs are obtained
2207          * from other nodes and filled up.
2208          *
2209          * If /sys/kernel/slab/xx/remote_node_defrag_ratio is set to 100
2210          * (which makes defrag_ratio = 1000) then every (well almost)
2211          * allocation will first attempt to defrag slab caches on other nodes.
2212          * This means scanning over all nodes to look for partial slabs which
2213          * may be expensive if we do it every time we are trying to find a slab
2214          * with available objects.
2215          */
2216         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
2217                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
2218                 return NULL;
2219
2220         do {
2221                 cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
2222                 zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
2223                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, highest_zoneidx) {
2224                         struct kmem_cache_node *n;
2225
2226                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
2227
2228                         if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
2229                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
2230                                 object = get_partial_node(s, n, ret_slab, flags);
2231                                 if (object) {
2232                                         /*
2233                                          * Don't check read_mems_allowed_retry()
2234                                          * here - if mems_allowed was updated in
2235                                          * parallel, that was a harmless race
2236                                          * between allocation and the cpuset
2237                                          * update
2238                                          */
2239                                         return object;
2240                                 }
2241                         }
2242                 }
2243         } while (read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
2244 #endif  /* CONFIG_NUMA */
2245         return NULL;
2246 }
2247
2248 /*
2249  * Get a partial slab, lock it and return it.
2250  */
2251 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
2252                          struct slab **ret_slab)
2253 {
2254         void *object;
2255         int searchnode = node;
2256
2257         if (node == NUMA_NO_NODE)
2258                 searchnode = numa_mem_id();
2259
2260         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), ret_slab, flags);
2261         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
2262                 return object;
2263
2264         return get_any_partial(s, flags, ret_slab);
2265 }
2266
2267 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2268 /*
2269  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguation
2270  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
2271  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
2272  */
2273 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
2274 #else
2275 /*
2276  * No preemption supported therefore also no need to check for
2277  * different cpus.
2278  */
2279 #define TID_STEP 1
2280 #endif
2281
2282 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
2283 {
2284         return tid + TID_STEP;
2285 }
2286
2287 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2288 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
2289 {
2290         return tid % TID_STEP;
2291 }
2292
2293 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
2294 {
2295         return tid / TID_STEP;
2296 }
2297 #endif
2298
2299 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
2300 {
2301         return cpu;
2302 }
2303
2304 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
2305                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
2306 {
2307 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
2308         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
2309
2310         pr_info("%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
2311
2312 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2313         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
2314                 pr_warn("due to cpu change %d -> %d\n",
2315                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
2316         else
2317 #endif
2318         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
2319                 pr_warn("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
2320                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
2321         else
2322                 pr_warn("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
2323                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
2324 #endif
2325         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
2326 }
2327
2328 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2329 {
2330         int cpu;
2331         struct kmem_cache_cpu *c;
2332
2333         for_each_possible_cpu(cpu) {
2334                 c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2335                 local_lock_init(&c->lock);
2336                 c->tid = init_tid(cpu);
2337         }
2338 }
2339
2340 /*
2341  * Finishes removing the cpu slab. Merges cpu's freelist with slab's freelist,
2342  * unfreezes the slabs and puts it on the proper list.
2343  * Assumes the slab has been already safely taken away from kmem_cache_cpu
2344  * by the caller.
2345  */
2346 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
2347                             void *freelist)
2348 {
2349         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE, M_FULL_NOLIST };
2350         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, slab_nid(slab));
2351         int free_delta = 0;
2352         enum slab_modes mode = M_NONE;
2353         void *nextfree, *freelist_iter, *freelist_tail;
2354         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
2355         unsigned long flags = 0;
2356         struct slab new;
2357         struct slab old;
2358
2359         if (slab->freelist) {
2360                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
2361                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
2362         }
2363
2364         /*
2365          * Stage one: Count the objects on cpu's freelist as free_delta and
2366          * remember the last object in freelist_tail for later splicing.
2367          */
2368         freelist_tail = NULL;
2369         freelist_iter = freelist;
2370         while (freelist_iter) {
2371                 nextfree = get_freepointer(s, freelist_iter);
2372
2373                 /*
2374                  * If 'nextfree' is invalid, it is possible that the object at
2375                  * 'freelist_iter' is already corrupted.  So isolate all objects
2376                  * starting at 'freelist_iter' by skipping them.
2377                  */
2378                 if (freelist_corrupted(s, slab, &freelist_iter, nextfree))
2379                         break;
2380
2381                 freelist_tail = freelist_iter;
2382                 free_delta++;
2383
2384                 freelist_iter = nextfree;
2385         }
2386
2387         /*
2388          * Stage two: Unfreeze the slab while splicing the per-cpu
2389          * freelist to the head of slab's freelist.
2390          *
2391          * Ensure that the slab is unfrozen while the list presence
2392          * reflects the actual number of objects during unfreeze.
2393          *
2394          * We first perform cmpxchg holding lock and insert to list
2395          * when it succeed. If there is mismatch then the slab is not
2396          * unfrozen and number of objects in the slab may have changed.
2397          * Then release lock and retry cmpxchg again.
2398          */
2399 redo:
2400
2401         old.freelist = READ_ONCE(slab->freelist);
2402         old.counters = READ_ONCE(slab->counters);
2403         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2404
2405         /* Determine target state of the slab */
2406         new.counters = old.counters;
2407         if (freelist_tail) {
2408                 new.inuse -= free_delta;
2409                 set_freepointer(s, freelist_tail, old.freelist);
2410                 new.freelist = freelist;
2411         } else
2412                 new.freelist = old.freelist;
2413
2414         new.frozen = 0;
2415
2416         if (!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial) {
2417                 mode = M_FREE;
2418         } else if (new.freelist) {
2419                 mode = M_PARTIAL;
2420                 /*
2421                  * Taking the spinlock removes the possibility that
2422                  * acquire_slab() will see a slab that is frozen
2423                  */
2424                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2425         } else if (kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_STORE_USER)) {
2426                 mode = M_FULL;
2427                 /*
2428                  * This also ensures that the scanning of full
2429                  * slabs from diagnostic functions will not see
2430                  * any frozen slabs.
2431                  */
2432                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2433         } else {
2434                 mode = M_FULL_NOLIST;
2435         }
2436
2437
2438         if (!cmpxchg_double_slab(s, slab,
2439                                 old.freelist, old.counters,
2440                                 new.freelist, new.counters,
2441                                 "unfreezing slab")) {
2442                 if (mode == M_PARTIAL || mode == M_FULL)
2443                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2444                 goto redo;
2445         }
2446
2447
2448         if (mode == M_PARTIAL) {
2449                 add_partial(n, slab, tail);
2450                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2451                 stat(s, tail);
2452         } else if (mode == M_FREE) {
2453                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2454                 discard_slab(s, slab);
2455                 stat(s, FREE_SLAB);
2456         } else if (mode == M_FULL) {
2457                 add_full(s, n, slab);
2458                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2459                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2460         } else if (mode == M_FULL_NOLIST) {
2461                 stat(s, DEACTIVATE_FULL);
2462         }
2463 }
2464
2465 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
2466 static void __unfreeze_partials(struct kmem_cache *s, struct slab *partial_slab)
2467 {
2468         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
2469         struct slab *slab, *slab_to_discard = NULL;
2470         unsigned long flags = 0;
2471
2472         while (partial_slab) {
2473                 struct slab new;
2474                 struct slab old;
2475
2476                 slab = partial_slab;
2477                 partial_slab = slab->next;
2478
2479                 n2 = get_node(s, slab_nid(slab));
2480                 if (n != n2) {
2481                         if (n)
2482                                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2483
2484                         n = n2;
2485                         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2486                 }
2487
2488                 do {
2489
2490                         old.freelist = slab->freelist;
2491                         old.counters = slab->counters;
2492                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
2493
2494                         new.counters = old.counters;
2495                         new.freelist = old.freelist;
2496
2497                         new.frozen = 0;
2498
2499                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, slab,
2500                                 old.freelist, old.counters,
2501                                 new.freelist, new.counters,
2502                                 "unfreezing slab"));
2503
2504                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial)) {
2505                         slab->next = slab_to_discard;
2506                         slab_to_discard = slab;
2507                 } else {
2508                         add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2509                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2510                 }
2511         }
2512
2513         if (n)
2514                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2515
2516         while (slab_to_discard) {
2517                 slab = slab_to_discard;
2518                 slab_to_discard = slab_to_discard->next;
2519
2520                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
2521                 discard_slab(s, slab);
2522                 stat(s, FREE_SLAB);
2523         }
2524 }
2525
2526 /*
2527  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
2528  */
2529 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s)
2530 {
2531         struct slab *partial_slab;
2532         unsigned long flags;
2533
2534         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
2535         partial_slab = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2536         this_cpu_write(s->cpu_slab->partial, NULL);
2537         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
2538
2539         if (partial_slab)
2540                 __unfreeze_partials(s, partial_slab);
2541 }
2542
2543 static void unfreeze_partials_cpu(struct kmem_cache *s,
2544                                   struct kmem_cache_cpu *c)
2545 {
2546         struct slab *partial_slab;
2547
2548         partial_slab = slub_percpu_partial(c);
2549         c->partial = NULL;
2550
2551         if (partial_slab)
2552                 __unfreeze_partials(s, partial_slab);
2553 }
2554
2555 /*
2556  * Put a slab that was just frozen (in __slab_free|get_partial_node) into a
2557  * partial slab slot if available.
2558  *
2559  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2560  * per node partial list.
2561  */
2562 static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct slab *slab, int drain)
2563 {
2564         struct slab *oldslab;
2565         struct slab *slab_to_unfreeze = NULL;
2566         unsigned long flags;
2567         int slabs = 0;
2568
2569         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
2570
2571         oldslab = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2572
2573         if (oldslab) {
2574                 if (drain && oldslab->slabs >= s->cpu_partial_slabs) {
2575                         /*
2576                          * Partial array is full. Move the existing set to the
2577                          * per node partial list. Postpone the actual unfreezing
2578                          * outside of the critical section.
2579                          */
2580                         slab_to_unfreeze = oldslab;
2581                         oldslab = NULL;
2582                 } else {
2583                         slabs = oldslab->slabs;
2584                 }
2585         }
2586
2587         slabs++;
2588
2589         slab->slabs = slabs;
2590         slab->next = oldslab;
2591
2592         this_cpu_write(s->cpu_slab->partial, slab);
2593
2594         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
2595
2596         if (slab_to_unfreeze) {
2597                 __unfreeze_partials(s, slab_to_unfreeze);
2598                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
2599         }
2600 }
2601
2602 #else   /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2603
2604 static inline void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s) { }
2605 static inline void unfreeze_partials_cpu(struct kmem_cache *s,
2606                                   struct kmem_cache_cpu *c) { }
2607
2608 #endif  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
2609
2610 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2611 {
2612         unsigned long flags;
2613         struct slab *slab;
2614         void *freelist;
2615
2616         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
2617
2618         slab = c->slab;
2619         freelist = c->freelist;
2620
2621         c->slab = NULL;
2622         c->freelist = NULL;
2623         c->tid = next_tid(c->tid);
2624
2625         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
2626
2627         if (slab) {
2628                 deactivate_slab(s, slab, freelist);
2629                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2630         }
2631 }
2632
2633 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2634 {
2635         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2636         void *freelist = c->freelist;
2637         struct slab *slab = c->slab;
2638
2639         c->slab = NULL;
2640         c->freelist = NULL;
2641         c->tid = next_tid(c->tid);
2642
2643         if (slab) {
2644                 deactivate_slab(s, slab, freelist);
2645                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2646         }
2647
2648         unfreeze_partials_cpu(s, c);
2649 }
2650
2651 struct slub_flush_work {
2652         struct work_struct work;
2653         struct kmem_cache *s;
2654         bool skip;
2655 };
2656
2657 /*
2658  * Flush cpu slab.
2659  *
2660  * Called from CPU work handler with migration disabled.
2661  */
2662 static void flush_cpu_slab(struct work_struct *w)
2663 {
2664         struct kmem_cache *s;
2665         struct kmem_cache_cpu *c;
2666         struct slub_flush_work *sfw;
2667
2668         sfw = container_of(w, struct slub_flush_work, work);
2669
2670         s = sfw->s;
2671         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2672
2673         if (c->slab)
2674                 flush_slab(s, c);
2675
2676         unfreeze_partials(s);
2677 }
2678
2679 static bool has_cpu_slab(int cpu, struct kmem_cache *s)
2680 {
2681         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2682
2683         return c->slab || slub_percpu_partial(c);
2684 }
2685
2686 static DEFINE_MUTEX(flush_lock);
2687 static DEFINE_PER_CPU(struct slub_flush_work, slub_flush);
2688
2689 static void flush_all_cpus_locked(struct kmem_cache *s)
2690 {
2691         struct slub_flush_work *sfw;
2692         unsigned int cpu;
2693
2694         lockdep_assert_cpus_held();
2695         mutex_lock(&flush_lock);
2696
2697         for_each_online_cpu(cpu) {
2698                 sfw = &per_cpu(slub_flush, cpu);
2699                 if (!has_cpu_slab(cpu, s)) {
2700                         sfw->skip = true;
2701                         continue;
2702                 }
2703                 INIT_WORK(&sfw->work, flush_cpu_slab);
2704                 sfw->skip = false;
2705                 sfw->s = s;
2706                 schedule_work_on(cpu, &sfw->work);
2707         }
2708
2709         for_each_online_cpu(cpu) {
2710                 sfw = &per_cpu(slub_flush, cpu);
2711                 if (sfw->skip)
2712                         continue;
2713                 flush_work(&sfw->work);
2714         }
2715
2716         mutex_unlock(&flush_lock);
2717 }
2718
2719 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2720 {
2721         cpus_read_lock();
2722         flush_all_cpus_locked(s);
2723         cpus_read_unlock();
2724 }
2725
2726 /*
2727  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2728  * necessary.
2729  */
2730 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
2731 {
2732         struct kmem_cache *s;
2733
2734         mutex_lock(&slab_mutex);
2735         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
2736                 __flush_cpu_slab(s, cpu);
2737         mutex_unlock(&slab_mutex);
2738         return 0;
2739 }
2740
2741 /*
2742  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2743  * locality expectations.
2744  */
2745 static inline int node_match(struct slab *slab, int node)
2746 {
2747 #ifdef CONFIG_NUMA
2748         if (node != NUMA_NO_NODE && slab_nid(slab) != node)
2749                 return 0;
2750 #endif
2751         return 1;
2752 }
2753
2754 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2755 static int count_free(struct slab *slab)
2756 {
2757         return slab->objects - slab->inuse;
2758 }
2759
2760 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2761 {
2762         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2763 }
2764 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
2765
2766 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) || defined(CONFIG_SYSFS)
2767 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2768                                         int (*get_count)(struct slab *))
2769 {
2770         unsigned long flags;
2771         unsigned long x = 0;
2772         struct slab *slab;
2773
2774         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2775         list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list)
2776                 x += get_count(slab);
2777         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2778         return x;
2779 }
2780 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG || CONFIG_SYSFS */
2781
2782 static noinline void
2783 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2784 {
2785 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2786         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slub_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
2787                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
2788         int node;
2789         struct kmem_cache_node *n;
2790
2791         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slub_oom_rs))
2792                 return;
2793
2794         pr_warn("SLUB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
2795                 nid, gfpflags, &gfpflags);
2796         pr_warn("  cache: %s, object size: %u, buffer size: %u, default order: %u, min order: %u\n",
2797                 s->name, s->object_size, s->size, oo_order(s->oo),
2798                 oo_order(s->min));
2799
2800         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2801                 pr_warn("  %s debugging increased min order, use slub_debug=O to disable.\n",
2802                         s->name);
2803
2804         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
2805                 unsigned long nr_slabs;
2806                 unsigned long nr_objs;
2807                 unsigned long nr_free;
2808
2809                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2810                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2811                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2812
2813                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2814                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2815         }
2816 #endif
2817 }
2818
2819 static inline bool pfmemalloc_match(struct slab *slab, gfp_t gfpflags)
2820 {
2821         if (unlikely(slab_test_pfmemalloc(slab)))
2822                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2823
2824         return true;
2825 }
2826
2827 /*
2828  * Check the slab->freelist and either transfer the freelist to the
2829  * per cpu freelist or deactivate the slab.
2830  *
2831  * The slab is still frozen if the return value is not NULL.
2832  *
2833  * If this function returns NULL then the slab has been unfrozen.
2834  */
2835 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct slab *slab)
2836 {
2837         struct slab new;
2838         unsigned long counters;
2839         void *freelist;
2840
2841         lockdep_assert_held(this_cpu_ptr(&s->cpu_slab->lock));
2842
2843         do {
2844                 freelist = slab->freelist;
2845                 counters = slab->counters;
2846
2847                 new.counters = counters;
2848                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2849
2850                 new.inuse = slab->objects;
2851                 new.frozen = freelist != NULL;
2852
2853         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, slab,
2854                 freelist, counters,
2855                 NULL, new.counters,
2856                 "get_freelist"));
2857
2858         return freelist;
2859 }
2860
2861 /*
2862  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2863  * debugging duties.
2864  *
2865  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2866  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2867  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2868  *
2869  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2870  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2871  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2872  *
2873  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2874  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2875  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2876  *
2877  * Version of __slab_alloc to use when we know that preemption is
2878  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
2879  */
2880 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2881                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2882 {
2883         void *freelist;
2884         struct slab *slab;
2885         unsigned long flags;
2886
2887         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2888
2889 reread_slab:
2890
2891         slab = READ_ONCE(c->slab);
2892         if (!slab) {
2893                 /*
2894                  * if the node is not online or has no normal memory, just
2895                  * ignore the node constraint
2896                  */
2897                 if (unlikely(node != NUMA_NO_NODE &&
2898                              !node_isset(node, slab_nodes)))
2899                         node = NUMA_NO_NODE;
2900                 goto new_slab;
2901         }
2902 redo:
2903
2904         if (unlikely(!node_match(slab, node))) {
2905                 /*
2906                  * same as above but node_match() being false already
2907                  * implies node != NUMA_NO_NODE
2908                  */
2909                 if (!node_isset(node, slab_nodes)) {
2910                         node = NUMA_NO_NODE;
2911                 } else {
2912                         stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2913                         goto deactivate_slab;
2914                 }
2915         }
2916
2917         /*
2918          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2919          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2920          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2921          */
2922         if (unlikely(!pfmemalloc_match(slab, gfpflags)))
2923                 goto deactivate_slab;
2924
2925         /* must check again c->slab in case we got preempted and it changed */
2926         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
2927         if (unlikely(slab != c->slab)) {
2928                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
2929                 goto reread_slab;
2930         }
2931         freelist = c->freelist;
2932         if (freelist)
2933                 goto load_freelist;
2934
2935         freelist = get_freelist(s, slab);
2936
2937         if (!freelist) {
2938                 c->slab = NULL;
2939                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
2940                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2941                 goto new_slab;
2942         }
2943
2944         stat(s, ALLOC_REFILL);
2945
2946 load_freelist:
2947
2948         lockdep_assert_held(this_cpu_ptr(&s->cpu_slab->lock));
2949
2950         /*
2951          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2952          * slab is pointing to the slab from which the objects are obtained.
2953          * That slab must be frozen for per cpu allocations to work.
2954          */
2955         VM_BUG_ON(!c->slab->frozen);
2956         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2957         c->tid = next_tid(c->tid);
2958         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
2959         return freelist;
2960
2961 deactivate_slab:
2962
2963         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
2964         if (slab != c->slab) {
2965                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
2966                 goto reread_slab;
2967         }
2968         freelist = c->freelist;
2969         c->slab = NULL;
2970         c->freelist = NULL;
2971         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
2972         deactivate_slab(s, slab, freelist);
2973
2974 new_slab:
2975
2976         if (slub_percpu_partial(c)) {
2977                 local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
2978                 if (unlikely(c->slab)) {
2979                         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
2980                         goto reread_slab;
2981                 }
2982                 if (unlikely(!slub_percpu_partial(c))) {
2983                         local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
2984                         /* we were preempted and partial list got empty */
2985                         goto new_objects;
2986                 }
2987
2988                 slab = c->slab = slub_percpu_partial(c);
2989                 slub_set_percpu_partial(c, slab);
2990                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
2991                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2992                 goto redo;
2993         }
2994
2995 new_objects:
2996
2997         freelist = get_partial(s, gfpflags, node, &slab);
2998         if (freelist)
2999                 goto check_new_slab;
3000
3001         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3002         slab = new_slab(s, gfpflags, node);
3003         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3004
3005         if (unlikely(!slab)) {
3006                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
3007                 return NULL;
3008         }
3009
3010         /*
3011          * No other reference to the slab yet so we can
3012          * muck around with it freely without cmpxchg
3013          */
3014         freelist = slab->freelist;
3015         slab->freelist = NULL;
3016
3017         stat(s, ALLOC_SLAB);
3018
3019 check_new_slab:
3020
3021         if (kmem_cache_debug(s)) {
3022                 if (!alloc_debug_processing(s, slab, freelist, addr)) {
3023                         /* Slab failed checks. Next slab needed */
3024                         goto new_slab;
3025                 } else {
3026                         /*
3027                          * For debug case, we don't load freelist so that all
3028                          * allocations go through alloc_debug_processing()
3029                          */
3030                         goto return_single;
3031                 }
3032         }
3033
3034         if (unlikely(!pfmemalloc_match(slab, gfpflags)))
3035                 /*
3036                  * For !pfmemalloc_match() case we don't load freelist so that
3037                  * we don't make further mismatched allocations easier.
3038                  */
3039                 goto return_single;
3040
3041 retry_load_slab:
3042
3043         local_lock_irqsave(&s->cpu_slab->lock, flags);
3044         if (unlikely(c->slab)) {
3045                 void *flush_freelist = c->freelist;
3046                 struct slab *flush_slab = c->slab;
3047
3048                 c->slab = NULL;
3049                 c->freelist = NULL;
3050                 c->tid = next_tid(c->tid);
3051
3052                 local_unlock_irqrestore(&s->cpu_slab->lock, flags);
3053
3054                 deactivate_slab(s, flush_slab, flush_freelist);
3055
3056                 stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
3057
3058                 goto retry_load_slab;
3059         }
3060         c->slab = slab;
3061
3062         goto load_freelist;
3063
3064 return_single:
3065
3066         deactivate_slab(s, slab, get_freepointer(s, freelist));
3067         return freelist;
3068 }
3069
3070 /*
3071  * A wrapper for ___slab_alloc() for contexts where preemption is not yet
3072  * disabled. Compensates for possible cpu changes by refetching the per cpu area
3073  * pointer.
3074  */
3075 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
3076                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
3077 {
3078         void *p;
3079
3080 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
3081         /*
3082          * We may have been preempted and rescheduled on a different
3083          * cpu before disabling preemption. Need to reload cpu area
3084          * pointer.
3085          */
3086         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3087 #endif
3088
3089         p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
3090 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
3091         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3092 #endif
3093         return p;
3094 }
3095
3096 /*
3097  * If the object has been wiped upon free, make sure it's fully initialized by
3098  * zeroing out freelist pointer.
3099  */
3100 static __always_inline void maybe_wipe_obj_freeptr(struct kmem_cache *s,
3101                                                    void *obj)
3102 {
3103         if (unlikely(slab_want_init_on_free(s)) && obj)
3104                 memset((void *)((char *)kasan_reset_tag(obj) + s->offset),
3105                         0, sizeof(void *));
3106 }
3107
3108 /*
3109  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
3110  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
3111  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
3112  *
3113  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
3114  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
3115  *
3116  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
3117  */
3118 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
3119                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr, size_t orig_size)
3120 {
3121         void *object;
3122         struct kmem_cache_cpu *c;
3123         struct slab *slab;
3124         unsigned long tid;
3125         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3126         bool init = false;
3127
3128         s = slab_pre_alloc_hook(s, lru, &objcg, 1, gfpflags);
3129         if (!s)
3130                 return NULL;
3131
3132         object = kfence_alloc(s, orig_size, gfpflags);
3133         if (unlikely(object))
3134                 goto out;
3135
3136 redo:
3137         /*
3138          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
3139          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
3140          * reading from one cpu area. That does not matter as long
3141          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
3142          *
3143          * We must guarantee that tid and kmem_cache_cpu are retrieved on the
3144          * same cpu. We read first the kmem_cache_cpu pointer and use it to read
3145          * the tid. If we are preempted and switched to another cpu between the
3146          * two reads, it's OK as the two are still associated with the same cpu
3147          * and cmpxchg later will validate the cpu.
3148          */
3149         c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3150         tid = READ_ONCE(c->tid);
3151
3152         /*
3153          * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
3154          * of fetching cpu_slab's data. tid should be fetched before anything
3155          * on c to guarantee that object and slab associated with previous tid
3156          * won't be used with current tid. If we fetch tid first, object and
3157          * slab could be one associated with next tid and our alloc/free
3158          * request will be failed. In this case, we will retry. So, no problem.
3159          */
3160         barrier();
3161
3162         /*
3163          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
3164          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
3165          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
3166          * linked list in between.
3167          */
3168
3169         object = c->freelist;
3170         slab = c->slab;
3171         /*
3172          * We cannot use the lockless fastpath on PREEMPT_RT because if a
3173          * slowpath has taken the local_lock_irqsave(), it is not protected
3174          * against a fast path operation in an irq handler. So we need to take
3175          * the slow path which uses local_lock. It is still relatively fast if
3176          * there is a suitable cpu freelist.
3177          */
3178         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT) ||
3179             unlikely(!object || !slab || !node_match(slab, node))) {
3180                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
3181         } else {
3182                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
3183
3184                 /*
3185                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
3186                  * operation and if we are on the right processor.
3187                  *
3188                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock
3189                  * semantics!)
3190                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
3191                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
3192                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
3193                  *
3194                  * Since this is without lock semantics the protection is only
3195                  * against code executing on this cpu *not* from access by
3196                  * other cpus.
3197                  */
3198                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
3199                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
3200                                 object, tid,
3201                                 next_object, next_tid(tid)))) {
3202
3203                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
3204                         goto redo;
3205                 }
3206                 prefetch_freepointer(s, next_object);
3207                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
3208         }
3209
3210         maybe_wipe_obj_freeptr(s, object);
3211         init = slab_want_init_on_alloc(gfpflags, s);
3212
3213 out:
3214         slab_post_alloc_hook(s, objcg, gfpflags, 1, &object, init);
3215
3216         return object;
3217 }
3218
3219 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
3220                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr, size_t orig_size)
3221 {
3222         return slab_alloc_node(s, lru, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr, orig_size);
3223 }
3224
3225 static __always_inline
3226 void *__kmem_cache_alloc_lru(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
3227                              gfp_t gfpflags)
3228 {
3229         void *ret = slab_alloc(s, lru, gfpflags, _RET_IP_, s->object_size);
3230
3231         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size,
3232                                 s->size, gfpflags);
3233
3234         return ret;
3235 }
3236
3237 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
3238 {
3239         return __kmem_cache_alloc_lru(s, NULL, gfpflags);
3240 }
3241 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3242
3243 void *kmem_cache_alloc_lru(struct kmem_cache *s, struct list_lru *lru,
3244                            gfp_t gfpflags)
3245 {
3246         return __kmem_cache_alloc_lru(s, lru, gfpflags);
3247 }
3248 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_lru);
3249
3250 #ifdef CONFIG_TRACING
3251 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
3252 {
3253         void *ret = slab_alloc(s, NULL, gfpflags, _RET_IP_, size);
3254         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
3255         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
3256         return ret;
3257 }
3258 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3259 #endif
3260
3261 #ifdef CONFIG_NUMA
3262 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
3263 {
3264         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, node, _RET_IP_, s->object_size);
3265
3266         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3267                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
3268
3269         return ret;
3270 }
3271 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3272
3273 #ifdef CONFIG_TRACING
3274 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
3275                                     gfp_t gfpflags,
3276                                     int node, size_t size)
3277 {
3278         void *ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, node, _RET_IP_, size);
3279
3280         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3281                            size, s->size, gfpflags, node);
3282
3283         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, gfpflags);
3284         return ret;
3285 }
3286 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3287 #endif
3288 #endif  /* CONFIG_NUMA */
3289
3290 /*
3291  * Slow path handling. This may still be called frequently since objects
3292  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
3293  *
3294  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
3295  * lock and free the item. If there is no additional partial slab
3296  * handling required then we can return immediately.
3297  */
3298 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
3299                         void *head, void *tail, int cnt,
3300                         unsigned long addr)
3301
3302 {
3303         void *prior;
3304         int was_frozen;
3305         struct slab new;
3306         unsigned long counters;
3307         struct kmem_cache_node *n = NULL;
3308         unsigned long flags;
3309
3310         stat(s, FREE_SLOWPATH);
3311
3312         if (kfence_free(head))
3313                 return;
3314
3315         if (kmem_cache_debug(s) &&
3316             !free_debug_processing(s, slab, head, tail, cnt, addr))
3317                 return;
3318
3319         do {
3320                 if (unlikely(n)) {
3321                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3322                         n = NULL;
3323                 }
3324                 prior = slab->freelist;
3325                 counters = slab->counters;
3326                 set_freepointer(s, tail, prior);
3327                 new.counters = counters;
3328                 was_frozen = new.frozen;
3329                 new.inuse -= cnt;
3330                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
3331
3332                         if (kmem_cache_has_cpu_partial(s) && !prior) {
3333
3334                                 /*
3335                                  * Slab was on no list before and will be
3336                                  * partially empty
3337                                  * We can defer the list move and instead
3338                                  * freeze it.
3339                                  */
3340                                 new.frozen = 1;
3341
3342                         } else { /* Needs to be taken off a list */
3343
3344                                 n = get_node(s, slab_nid(slab));
3345                                 /*
3346                                  * Speculatively acquire the list_lock.
3347                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
3348                                  * drop the list_lock without any processing.
3349                                  *
3350                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
3351                                  * other processors updating the list of slabs.
3352                                  */
3353                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3354
3355                         }
3356                 }
3357
3358         } while (!cmpxchg_double_slab(s, slab,
3359                 prior, counters,
3360                 head, new.counters,
3361                 "__slab_free"));
3362
3363         if (likely(!n)) {
3364
3365                 if (likely(was_frozen)) {
3366                         /*
3367                          * The list lock was not taken therefore no list
3368                          * activity can be necessary.
3369                          */
3370                         stat(s, FREE_FROZEN);
3371                 } else if (new.frozen) {
3372                         /*
3373                          * If we just froze the slab then put it onto the
3374                          * per cpu partial list.
3375                          */
3376                         put_cpu_partial(s, slab, 1);
3377                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
3378                 }
3379
3380                 return;
3381         }
3382
3383         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial >= s->min_partial))
3384                 goto slab_empty;
3385
3386         /*
3387          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
3388          * then add it.
3389          */
3390         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s) && unlikely(!prior)) {
3391                 remove_full(s, n, slab);
3392                 add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_TAIL);
3393                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
3394         }
3395         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3396         return;
3397
3398 slab_empty:
3399         if (prior) {
3400                 /*
3401                  * Slab on the partial list.
3402                  */
3403                 remove_partial(n, slab);
3404                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
3405         } else {
3406                 /* Slab must be on the full list */
3407                 remove_full(s, n, slab);
3408         }
3409
3410         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3411         stat(s, FREE_SLAB);
3412         discard_slab(s, slab);
3413 }
3414
3415 /*
3416  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
3417  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
3418  *
3419  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
3420  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
3421  * the item before.
3422  *
3423  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
3424  * with all sorts of special processing.
3425  *
3426  * Bulk free of a freelist with several objects (all pointing to the
3427  * same slab) possible by specifying head and tail ptr, plus objects
3428  * count (cnt). Bulk free indicated by tail pointer being set.
3429  */
3430 static __always_inline void do_slab_free(struct kmem_cache *s,
3431                                 struct slab *slab, void *head, void *tail,
3432                                 int cnt, unsigned long addr)
3433 {
3434         void *tail_obj = tail ? : head;
3435         struct kmem_cache_cpu *c;
3436         unsigned long tid;
3437
3438         /* memcg_slab_free_hook() is already called for bulk free. */
3439         if (!tail)
3440                 memcg_slab_free_hook(s, &head, 1);
3441 redo:
3442         /*
3443          * Determine the currently cpus per cpu slab.
3444          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
3445          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
3446          * during the cmpxchg then the free will succeed.
3447          */
3448         c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3449         tid = READ_ONCE(c->tid);
3450
3451         /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
3452         barrier();
3453
3454         if (likely(slab == c->slab)) {
3455 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RT
3456                 void **freelist = READ_ONCE(c->freelist);
3457
3458                 set_freepointer(s, tail_obj, freelist);
3459
3460                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
3461                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
3462                                 freelist, tid,
3463                                 head, next_tid(tid)))) {
3464
3465                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
3466                         goto redo;
3467                 }
3468 #else /* CONFIG_PREEMPT_RT */
3469                 /*
3470                  * We cannot use the lockless fastpath on PREEMPT_RT because if
3471                  * a slowpath has taken the local_lock_irqsave(), it is not
3472                  * protected against a fast path operation in an irq handler. So
3473                  * we need to take the local_lock. We shouldn't simply defer to
3474                  * __slab_free() as that wouldn't use the cpu freelist at all.
3475                  */
3476                 void **freelist;
3477
3478                 local_lock(&s->cpu_slab->lock);
3479                 c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3480                 if (unlikely(slab != c->slab)) {
3481                         local_unlock(&s->cpu_slab->lock);
3482                         goto redo;
3483                 }
3484                 tid = c->tid;
3485                 freelist = c->freelist;
3486
3487                 set_freepointer(s, tail_obj, freelist);
3488                 c->freelist = head;
3489                 c->tid = next_tid(tid);
3490
3491                 local_unlock(&s->cpu_slab->lock);
3492 #endif
3493                 stat(s, FREE_FASTPATH);
3494         } else
3495                 __slab_free(s, slab, head, tail_obj, cnt, addr);
3496
3497 }
3498
3499 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
3500                                       void *head, void *tail, int cnt,
3501                                       unsigned long addr)
3502 {
3503         /*
3504          * With KASAN enabled slab_free_freelist_hook modifies the freelist
3505          * to remove objects, whose reuse must be delayed.
3506          */
3507         if (slab_free_freelist_hook(s, &head, &tail, &cnt))
3508                 do_slab_free(s, slab, head, tail, cnt, addr);
3509 }
3510
3511 #ifdef CONFIG_KASAN_GENERIC
3512 void ___cache_free(struct kmem_cache *cache, void *x, unsigned long addr)
3513 {
3514         do_slab_free(cache, virt_to_slab(x), x, NULL, 1, addr);
3515 }
3516 #endif
3517
3518 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
3519 {
3520         s = cache_from_obj(s, x);
3521         if (!s)
3522                 return;
3523         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x, s->name);
3524         slab_free(s, virt_to_slab(x), x, NULL, 1, _RET_IP_);
3525 }
3526 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3527
3528 struct detached_freelist {
3529         struct slab *slab;
3530         void *tail;
3531         void *freelist;
3532         int cnt;
3533         struct kmem_cache *s;
3534 };
3535
3536 static inline void free_large_kmalloc(struct folio *folio, void *object)
3537 {
3538         unsigned int order = folio_order(folio);
3539
3540         if (WARN_ON_ONCE(order == 0))
3541                 pr_warn_once("object pointer: 0x%p\n", object);
3542
3543         kfree_hook(object);
3544         mod_lruvec_page_state(folio_page(folio, 0), NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3545                               -(PAGE_SIZE << order));
3546         __free_pages(folio_page(folio, 0), order);
3547 }
3548
3549 /*
3550  * This function progressively scans the array with free objects (with
3551  * a limited look ahead) and extract objects belonging to the same
3552  * slab.  It builds a detached freelist directly within the given
3553  * slab/objects.  This can happen without any need for
3554  * synchronization, because the objects are owned by running process.
3555  * The freelist is build up as a single linked list in the objects.
3556  * The idea is, that this detached freelist can then be bulk
3557  * transferred to the real freelist(s), but only requiring a single
3558  * synchronization primitive.  Look ahead in the array is limited due
3559  * to performance reasons.
3560  */
3561 static inline
3562 int build_detached_freelist(struct kmem_cache *s, size_t size,
3563                             void **p, struct detached_freelist *df)
3564 {
3565         size_t first_skipped_index = 0;
3566         int lookahead = 3;
3567         void *object;
3568         struct folio *folio;
3569         struct slab *slab;
3570
3571         /* Always re-init detached_freelist */
3572         df->slab = NULL;
3573
3574         do {
3575                 object = p[--size];
3576                 /* Do we need !ZERO_OR_NULL_PTR(object) here? (for kfree) */
3577         } while (!object && size);
3578
3579         if (!object)
3580                 return 0;
3581
3582         folio = virt_to_folio(object);
3583         if (!s) {
3584                 /* Handle kalloc'ed objects */
3585                 if (unlikely(!folio_test_slab(folio))) {
3586                         free_large_kmalloc(folio, object);
3587                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3588                         return size;
3589                 }
3590                 /* Derive kmem_cache from object */
3591                 slab = folio_slab(folio);
3592                 df->s = slab->slab_cache;
3593         } else {
3594                 slab = folio_slab(folio);
3595                 df->s = cache_from_obj(s, object); /* Support for memcg */
3596         }
3597
3598         if (is_kfence_address(object)) {
3599                 slab_free_hook(df->s, object, false);
3600                 __kfence_free(object);
3601                 p[size] = NULL; /* mark object processed */
3602                 return size;
3603         }
3604
3605         /* Start new detached freelist */
3606         df->slab = slab;
3607         set_freepointer(df->s, object, NULL);
3608         df->tail = object;
3609         df->freelist = object;
3610         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3611         df->cnt = 1;
3612
3613         while (size) {
3614                 object = p[--size];
3615                 if (!object)
3616                         continue; /* Skip processed objects */
3617
3618                 /* df->slab is always set at this point */
3619                 if (df->slab == virt_to_slab(object)) {
3620                         /* Opportunity build freelist */
3621                         set_freepointer(df->s, object, df->freelist);
3622                         df->freelist = object;
3623                         df->cnt++;
3624                         p[size] = NULL; /* mark object processed */
3625
3626                         continue;
3627                 }
3628
3629                 /* Limit look ahead search */
3630                 if (!--lookahead)
3631                         break;
3632
3633                 if (!first_skipped_index)
3634                         first_skipped_index = size + 1;
3635         }
3636
3637         return first_skipped_index;
3638 }
3639
3640 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3641 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *s, size_t size, void **p)
3642 {
3643         if (WARN_ON(!size))
3644                 return;
3645
3646         memcg_slab_free_hook(s, p, size);
3647         do {
3648                 struct detached_freelist df;
3649
3650                 size = build_detached_freelist(s, size, p, &df);
3651                 if (!df.slab)
3652                         continue;
3653
3654                 slab_free(df.s, df.slab, df.freelist, df.tail, df.cnt, _RET_IP_);
3655         } while (likely(size));
3656 }
3657 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3658
3659 /* Note that interrupts must be enabled when calling this function. */
3660 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3661                           void **p)
3662 {
3663         struct kmem_cache_cpu *c;
3664         int i;
3665         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3666
3667         /* memcg and kmem_cache debug support */
3668         s = slab_pre_alloc_hook(s, NULL, &objcg, size, flags);
3669         if (unlikely(!s))
3670                 return false;
3671         /*
3672          * Drain objects in the per cpu slab, while disabling local
3673          * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
3674          * handlers invoking normal fastpath.
3675          */
3676         c = slub_get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3677         local_lock_irq(&s->cpu_slab->lock);
3678
3679         for (i = 0; i < size; i++) {
3680                 void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
3681
3682                 if (unlikely(object)) {
3683                         p[i] = object;
3684                         continue;
3685                 }
3686
3687                 object = c->freelist;
3688                 if (unlikely(!object)) {
3689                         /*
3690                          * We may have removed an object from c->freelist using
3691                          * the fastpath in the previous iteration; in that case,
3692                          * c->tid has not been bumped yet.
3693                          * Since ___slab_alloc() may reenable interrupts while
3694                          * allocating memory, we should bump c->tid now.
3695                          */
3696                         c->tid = next_tid(c->tid);
3697
3698                         local_unlock_irq(&s->cpu_slab->lock);
3699
3700                         /*
3701                          * Invoking slow path likely have side-effect
3702                          * of re-populating per CPU c->freelist
3703                          */
3704                         p[i] = ___slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE,
3705                                             _RET_IP_, c);
3706                         if (unlikely(!p[i]))
3707                                 goto error;
3708
3709                         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3710                         maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3711
3712                         local_lock_irq(&s->cpu_slab->lock);
3713
3714                         continue; /* goto for-loop */
3715                 }
3716                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
3717                 p[i] = object;
3718                 maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
3719         }
3720         c->tid = next_tid(c->tid);
3721         local_unlock_irq(&s->cpu_slab->lock);
3722         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3723
3724         /*
3725          * memcg and kmem_cache debug support and memory initialization.
3726          * Done outside of the IRQ disabled fastpath loop.
3727          */
3728         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, size, p,
3729                                 slab_want_init_on_alloc(flags, s));
3730         return i;
3731 error:
3732         slub_put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
3733         slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, i, p, false);
3734         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3735         return 0;
3736 }
3737 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3738
3739
3740 /*
3741  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
3742  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
3743  * get the required alignment by putting one properly sized object after
3744  * another.
3745  *
3746  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
3747  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
3748  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
3749  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
3750  * locking overhead.
3751  */
3752
3753 /*
3754  * Minimum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
3755  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
3756  * and increases the number of allocations possible without having to
3757  * take the list_lock.
3758  */
3759 static unsigned int slub_min_order;
3760 static unsigned int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
3761 static unsigned int slub_min_objects;
3762
3763 /*
3764  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
3765  *
3766  * The order of allocation has significant impact on performance and other
3767  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
3768  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
3769  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
3770  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
3771  * would be wasted.
3772  *
3773  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
3774  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
3775  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
3776  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
3777  *
3778  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
3779  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
3780  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
3781  * of space in favor of a small page order.
3782  *
3783  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
3784  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
3785  * requested a higher minimum order then we start with that one instead of
3786  * the smallest order which will fit the object.
3787  */
3788 static inline unsigned int calc_slab_order(unsigned int size,
3789                 unsigned int min_objects, unsigned int max_order,
3790                 unsigned int fract_leftover)
3791 {
3792         unsigned int min_order = slub_min_order;
3793         unsigned int order;
3794
3795         if (order_objects(min_order, size) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
3796                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
3797
3798         for (order = max(min_order, (unsigned int)get_order(min_objects * size));
3799                         order <= max_order; order++) {
3800
3801                 unsigned int slab_size = (unsigned int)PAGE_SIZE << order;
3802                 unsigned int rem;
3803
3804                 rem = slab_size % size;
3805
3806                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
3807                         break;
3808         }
3809
3810         return order;
3811 }
3812
3813 static inline int calculate_order(unsigned int size)
3814 {
3815         unsigned int order;
3816         unsigned int min_objects;
3817         unsigned int max_objects;
3818         unsigned int nr_cpus;
3819
3820         /*
3821          * Attempt to find best configuration for a slab. This
3822          * works by first attempting to generate a layout with
3823          * the best configuration and backing off gradually.
3824          *
3825          * First we increase the acceptable waste in a slab. Then
3826          * we reduce the minimum objects required in a slab.
3827          */
3828         min_objects = slub_min_objects;
3829         if (!min_objects) {
3830                 /*
3831                  * Some architectures will only update present cpus when
3832                  * onlining them, so don't trust the number if it's just 1. But
3833                  * we also don't want to use nr_cpu_ids always, as on some other
3834                  * architectures, there can be many possible cpus, but never
3835                  * onlined. Here we compromise between trying to avoid too high
3836                  * order on systems that appear larger than they are, and too
3837                  * low order on systems that appear smaller than they are.
3838                  */
3839                 nr_cpus = num_present_cpus();
3840                 if (nr_cpus <= 1)
3841                         nr_cpus = nr_cpu_ids;
3842                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpus) + 1);
3843         }
3844         max_objects = order_objects(slub_max_order, size);
3845         min_objects = min(min_objects, max_objects);
3846
3847         while (min_objects > 1) {
3848                 unsigned int fraction;
3849
3850                 fraction = 16;
3851                 while (fraction >= 4) {
3852                         order = calc_slab_order(size, min_objects,
3853                                         slub_max_order, fraction);
3854                         if (order <= slub_max_order)
3855                                 return order;
3856                         fraction /= 2;
3857                 }
3858                 min_objects--;
3859         }
3860
3861         /*
3862          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
3863          * lets see if we can place a single object there.
3864          */
3865         order = calc_slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
3866         if (order <= slub_max_order)
3867                 return order;
3868
3869         /*
3870          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
3871          */
3872         order = calc_slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
3873         if (order < MAX_ORDER)
3874                 return order;
3875         return -ENOSYS;
3876 }
3877
3878 static void
3879 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
3880 {
3881         n->nr_partial = 0;
3882         spin_lock_init(&n->list_lock);
3883         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
3884 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3885         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
3886         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
3887         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
3888 #endif
3889 }
3890
3891 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
3892 {
3893         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
3894                         KMALLOC_SHIFT_HIGH * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
3895
3896         /*
3897          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
3898          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
3899          */
3900         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
3901                                      2 * sizeof(void *));
3902
3903         if (!s->cpu_slab)
3904                 return 0;
3905
3906         init_kmem_cache_cpus(s);
3907
3908         return 1;
3909 }
3910
3911 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
3912
3913 /*
3914  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
3915  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
3916  * possible.
3917  *
3918  * Note that this function only works on the kmem_cache_node
3919  * when allocating for the kmem_cache_node. This is used for bootstrapping
3920  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
3921  */
3922 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
3923 {
3924         struct slab *slab;
3925         struct kmem_cache_node *n;
3926
3927         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
3928
3929         slab = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
3930
3931         BUG_ON(!slab);
3932         if (slab_nid(slab) != node) {
3933                 pr_err("SLUB: Unable to allocate memory from node %d\n", node);
3934                 pr_err("SLUB: Allocating a useless per node structure in order to be able to continue\n");
3935         }
3936
3937         n = slab->freelist;
3938         BUG_ON(!n);
3939 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3940         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
3941         init_tracking(kmem_cache_node, n);
3942 #endif
3943         n = kasan_slab_alloc(kmem_cache_node, n, GFP_KERNEL, false);
3944         slab->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
3945         slab->inuse = 1;
3946         slab->frozen = 0;
3947         kmem_cache_node->node[node] = n;
3948         init_kmem_cache_node(n);
3949         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, slab->objects);
3950
3951         /*
3952          * No locks need to be taken here as it has just been
3953          * initialized and there is no concurrent access.
3954          */
3955         __add_partial(n, slab, DEACTIVATE_TO_HEAD);
3956 }
3957
3958 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3959 {
3960         int node;
3961         struct kmem_cache_node *n;
3962
3963         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
3964                 s->node[node] = NULL;
3965                 kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3966         }
3967 }
3968
3969 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *s)
3970 {
3971         cache_random_seq_destroy(s);
3972         free_percpu(s->cpu_slab);
3973         free_kmem_cache_nodes(s);
3974 }
3975
3976 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
3977 {
3978         int node;
3979
3980         for_each_node_mask(node, slab_nodes) {
3981                 struct kmem_cache_node *n;
3982
3983                 if (slab_state == DOWN) {
3984                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
3985                         continue;
3986                 }
3987                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
3988                                                 GFP_KERNEL, node);
3989
3990                 if (!n) {
3991                         free_kmem_cache_nodes(s);
3992                         return 0;
3993                 }
3994
3995                 init_kmem_cache_node(n);
3996                 s->node[node] = n;
3997         }
3998         return 1;
3999 }
4000
4001 static void set_cpu_partial(struct kmem_cache *s)
4002 {
4003 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
4004         unsigned int nr_objects;
4005
4006         /*
4007          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
4008          * per cpu partial lists of a processor.
4009          *
4010          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
4011          * object freed. If they are used for allocation then they can be
4012          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
4013          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
4014          *
4015          * For backwards compatibility reasons, this is determined as number
4016          * of objects, even though we now limit maximum number of pages, see
4017          * slub_set_cpu_partial()
4018          */
4019         if (!kmem_cache_has_cpu_partial(s))
4020                 nr_objects = 0;
4021         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
4022                 nr_objects = 6;
4023         else if (s->size >= 1024)
4024                 nr_objects = 24;
4025         else if (s->size >= 256)
4026                 nr_objects = 52;
4027         else
4028                 nr_objects = 120;
4029
4030         slub_set_cpu_partial(s, nr_objects);
4031 #endif
4032 }
4033
4034 /*
4035  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
4036  * a slab object.
4037  */
4038 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s)
4039 {
4040         slab_flags_t flags = s->flags;
4041         unsigned int size = s->object_size;
4042         unsigned int order;
4043
4044         /*
4045          * Round up object size to the next word boundary. We can only
4046          * place the free pointer at word boundaries and this determines
4047          * the possible location of the free pointer.
4048          */
4049         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
4050
4051 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4052         /*
4053          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
4054          * the slab may touch the object after free or before allocation
4055          * then we should never poison the object itself.
4056          */
4057         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU) &&
4058                         !s->ctor)
4059                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
4060         else
4061                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
4062
4063
4064         /*
4065          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
4066          * end of the object and the free pointer. If not then add an
4067          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
4068          */
4069         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
4070                 size += sizeof(void *);
4071 #endif
4072
4073         /*
4074          * With that we have determined the number of bytes in actual use
4075          * by the object and redzoning.
4076          */
4077         s->inuse = size;
4078
4079         if ((flags & (SLAB_TYPESAFE_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
4080             ((flags & SLAB_RED_ZONE) && s->object_size < sizeof(void *)) ||
4081             s->ctor) {
4082                 /*
4083                  * Relocate free pointer after the object if it is not
4084                  * permitted to overwrite the first word of the object on
4085                  * kmem_cache_free.
4086                  *
4087                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
4088                  * destructor, are poisoning the objects, or are
4089                  * redzoning an object smaller than sizeof(void *).
4090                  *
4091                  * The assumption that s->offset >= s->inuse means free
4092                  * pointer is outside of the object is used in the
4093                  * freeptr_outside_object() function. If that is no
4094                  * longer true, the function needs to be modified.
4095                  */
4096                 s->offset = size;
4097                 size += sizeof(void *);
4098         } else {
4099                 /*
4100                  * Store freelist pointer near middle of object to keep
4101                  * it away from the edges of the object to avoid small
4102                  * sized over/underflows from neighboring allocations.
4103                  */
4104                 s->offset = ALIGN_DOWN(s->object_size / 2, sizeof(void *));
4105         }
4106
4107 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4108         if (flags & SLAB_STORE_USER)
4109                 /*
4110                  * Need to store information about allocs and frees after
4111                  * the object.
4112                  */
4113                 size += 2 * sizeof(struct track);
4114 #endif
4115
4116         kasan_cache_create(s, &size, &s->flags);
4117 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4118         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
4119                 /*
4120                  * Add some empty padding so that we can catch
4121                  * overwrites from earlier objects rather than let
4122                  * tracking information or the free pointer be
4123                  * corrupted if a user writes before the start
4124                  * of the object.
4125                  */
4126                 size += sizeof(void *);
4127
4128                 s->red_left_pad = sizeof(void *);
4129                 s->red_left_pad = ALIGN(s->red_left_pad, s->align);
4130                 size += s->red_left_pad;
4131         }
4132 #endif
4133
4134         /*
4135          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
4136          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
4137          * each object to conform to the alignment.
4138          */
4139         size = ALIGN(size, s->align);
4140         s->size = size;
4141         s->reciprocal_size = reciprocal_value(size);
4142         order = calculate_order(size);
4143
4144         if ((int)order < 0)
4145                 return 0;
4146
4147         s->allocflags = 0;
4148         if (order)
4149                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
4150
4151         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
4152                 s->allocflags |= GFP_DMA;
4153
4154         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
4155                 s->allocflags |= GFP_DMA32;
4156
4157         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
4158                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
4159
4160         /*
4161          * Determine the number of objects per slab
4162          */
4163         s->oo = oo_make(order, size);
4164         s->min = oo_make(get_order(size), size);
4165
4166         return !!oo_objects(s->oo);
4167 }
4168
4169 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4170 {
4171         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name);
4172 #ifdef CONFIG_SLAB_FREELIST_HARDENED
4173         s->random = get_random_long();
4174 #endif
4175
4176         if (!calculate_sizes(s))
4177                 goto error;
4178         if (disable_higher_order_debug) {
4179                 /*
4180                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
4181                  * order increased.
4182                  */
4183                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
4184                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
4185                         s->offset = 0;
4186                         if (!calculate_sizes(s))
4187                                 goto error;
4188                 }
4189         }
4190
4191 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
4192     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
4193         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_NO_CMPXCHG) == 0)
4194                 /* Enable fast mode */
4195                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
4196 #endif
4197
4198         /*
4199          * The larger the object size is, the more slabs we want on the partial
4200          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
4201          */
4202         s->min_partial = min_t(unsigned long, MAX_PARTIAL, ilog2(s->size) / 2);
4203         s->min_partial = max_t(unsigned long, MIN_PARTIAL, s->min_partial);
4204
4205         set_cpu_partial(s);
4206
4207 #ifdef CONFIG_NUMA
4208         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
4209 #endif
4210
4211         /* Initialize the pre-computed randomized freelist if slab is up */
4212         if (slab_state >= UP) {
4213                 if (init_cache_random_seq(s))
4214                         goto error;
4215         }
4216
4217         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
4218                 goto error;
4219
4220         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
4221                 return 0;
4222
4223 error:
4224         __kmem_cache_release(s);
4225         return -EINVAL;
4226 }
4227
4228 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
4229                               const char *text)
4230 {
4231 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4232         void *addr = slab_address(slab);
4233         unsigned long flags;
4234         unsigned long *map;
4235         void *p;
4236
4237         slab_err(s, slab, text, s->name);
4238         slab_lock(slab, &flags);
4239
4240         map = get_map(s, slab);
4241         for_each_object(p, s, addr, slab->objects) {
4242
4243                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map)) {
4244                         pr_err("Object 0x%p @offset=%tu\n", p, p - addr);
4245                         print_tracking(s, p);
4246                 }
4247         }
4248         put_map(map);
4249         slab_unlock(slab, &flags);
4250 #endif
4251 }
4252
4253 /*
4254  * Attempt to free all partial slabs on a node.
4255  * This is called from __kmem_cache_shutdown(). We must take list_lock
4256  * because sysfs file might still access partial list after the shutdowning.
4257  */
4258 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
4259 {
4260         LIST_HEAD(discard);
4261         struct slab *slab, *h;
4262
4263         BUG_ON(irqs_disabled());
4264         spin_lock_irq(&n->list_lock);
4265         list_for_each_entry_safe(slab, h, &n->partial, slab_list) {
4266                 if (!slab->inuse) {
4267                         remove_partial(n, slab);
4268                         list_add(&slab->slab_list, &discard);
4269                 } else {
4270                         list_slab_objects(s, slab,
4271                           "Objects remaining in %s on __kmem_cache_shutdown()");
4272                 }
4273         }
4274         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4275
4276         list_for_each_entry_safe(slab, h, &discard, slab_list)
4277                 discard_slab(s, slab);
4278 }
4279
4280 bool __kmem_cache_empty(struct kmem_cache *s)
4281 {
4282         int node;
4283         struct kmem_cache_node *n;
4284
4285         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
4286                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
4287                         return false;
4288         return true;
4289 }
4290
4291 /*
4292  * Release all resources used by a slab cache.
4293  */
4294 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
4295 {
4296         int node;
4297         struct kmem_cache_node *n;
4298
4299         flush_all_cpus_locked(s);
4300         /* Attempt to free all objects */
4301         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4302                 free_partial(s, n);
4303                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
4304                         return 1;
4305         }
4306         return 0;
4307 }
4308
4309 #ifdef CONFIG_PRINTK
4310 void __kmem_obj_info(struct kmem_obj_info *kpp, void *object, struct slab *slab)
4311 {
4312         void *base;
4313         int __maybe_unused i;
4314         unsigned int objnr;
4315         void *objp;
4316         void *objp0;
4317         struct kmem_cache *s = slab->slab_cache;
4318         struct track __maybe_unused *trackp;
4319
4320         kpp->kp_ptr = object;
4321         kpp->kp_slab = slab;
4322         kpp->kp_slab_cache = s;
4323         base = slab_address(slab);
4324         objp0 = kasan_reset_tag(object);
4325 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4326         objp = restore_red_left(s, objp0);
4327 #else
4328         objp = objp0;
4329 #endif
4330         objnr = obj_to_index(s, slab, objp);
4331         kpp->kp_data_offset = (unsigned long)((char *)objp0 - (char *)objp);
4332         objp = base + s->size * objnr;
4333         kpp->kp_objp = objp;
4334         if (WARN_ON_ONCE(objp < base || objp >= base + slab->objects * s->size
4335                          || (objp - base) % s->size) ||
4336             !(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4337                 return;
4338 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4339         objp = fixup_red_left(s, objp);
4340         trackp = get_track(s, objp, TRACK_ALLOC);
4341         kpp->kp_ret = (void *)trackp->addr;
4342 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
4343         {
4344                 depot_stack_handle_t handle;
4345                 unsigned long *entries;
4346                 unsigned int nr_entries;
4347
4348                 handle = READ_ONCE(trackp->handle);
4349                 if (handle) {
4350                         nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
4351                         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < nr_entries; i++)
4352                                 kpp->kp_stack[i] = (void *)entries[i];
4353                 }
4354
4355                 trackp = get_track(s, objp, TRACK_FREE);
4356                 handle = READ_ONCE(trackp->handle);
4357                 if (handle) {
4358                         nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
4359                         for (i = 0; i < KS_ADDRS_COUNT && i < nr_entries; i++)
4360                                 kpp->kp_free_stack[i] = (void *)entries[i];
4361                 }
4362         }
4363 #endif
4364 #endif
4365 }
4366 #endif
4367
4368 /********************************************************************
4369  *              Kmalloc subsystem
4370  *******************************************************************/
4371
4372 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
4373 {
4374         get_option(&str, (int *)&slub_min_order);
4375
4376         return 1;
4377 }
4378
4379 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
4380
4381 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
4382 {
4383         get_option(&str, (int *)&slub_max_order);
4384         slub_max_order = min(slub_max_order, (unsigned int)MAX_ORDER - 1);
4385
4386         return 1;
4387 }
4388
4389 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
4390
4391 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
4392 {
4393         get_option(&str, (int *)&slub_min_objects);
4394
4395         return 1;
4396 }
4397
4398 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
4399
4400 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
4401 {
4402         struct kmem_cache *s;
4403         void *ret;
4404
4405         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4406                 return kmalloc_large(size, flags);
4407
4408         s = kmalloc_slab(size, flags);
4409
4410         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4411                 return s;
4412
4413         ret = slab_alloc(s, NULL, flags, _RET_IP_, size);
4414
4415         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
4416
4417         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4418
4419         return ret;
4420 }
4421 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
4422
4423 #ifdef CONFIG_NUMA
4424 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4425 {
4426         struct page *page;
4427         void *ptr = NULL;
4428         unsigned int order = get_order(size);
4429
4430         flags |= __GFP_COMP;
4431         page = alloc_pages_node(node, flags, order);
4432         if (page) {
4433                 ptr = page_address(page);
4434                 mod_lruvec_page_state(page, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
4435                                       PAGE_SIZE << order);
4436         }
4437
4438         return kmalloc_large_node_hook(ptr, size, flags);
4439 }
4440
4441 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
4442 {
4443         struct kmem_cache *s;
4444         void *ret;
4445
4446         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4447                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
4448
4449                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
4450                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4451                                    flags, node);
4452
4453                 return ret;
4454         }
4455
4456         s = kmalloc_slab(size, flags);
4457
4458         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4459                 return s;
4460
4461         ret = slab_alloc_node(s, NULL, flags, node, _RET_IP_, size);
4462
4463         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
4464
4465         ret = kasan_kmalloc(s, ret, size, flags);
4466
4467         return ret;
4468 }
4469 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
4470 #endif  /* CONFIG_NUMA */
4471
4472 #ifdef CONFIG_HARDENED_USERCOPY
4473 /*
4474  * Rejects incorrectly sized objects and objects that are to be copied
4475  * to/from userspace but do not fall entirely within the containing slab
4476  * cache's usercopy region.
4477  *
4478  * Returns NULL if check passes, otherwise const char * to name of cache
4479  * to indicate an error.
4480  */
4481 void __check_heap_object(const void *ptr, unsigned long n,
4482                          const struct slab *slab, bool to_user)
4483 {
4484         struct kmem_cache *s;
4485         unsigned int offset;
4486         bool is_kfence = is_kfence_address(ptr);
4487
4488         ptr = kasan_reset_tag(ptr);
4489
4490         /* Find object and usable object size. */
4491         s = slab->slab_cache;
4492
4493         /* Reject impossible pointers. */
4494         if (ptr < slab_address(slab))
4495                 usercopy_abort("SLUB object not in SLUB page?!", NULL,
4496                                to_user, 0, n);
4497
4498         /* Find offset within object. */
4499         if (is_kfence)
4500                 offset = ptr - kfence_object_start(ptr);
4501         else
4502                 offset = (ptr - slab_address(slab)) % s->size;
4503
4504         /* Adjust for redzone and reject if within the redzone. */
4505         if (!is_kfence && kmem_cache_debug_flags(s, SLAB_RED_ZONE)) {
4506                 if (offset < s->red_left_pad)
4507                         usercopy_abort("SLUB object in left red zone",
4508                                        s->name, to_user, offset, n);
4509                 offset -= s->red_left_pad;
4510         }
4511
4512         /* Allow address range falling entirely within usercopy region. */
4513         if (offset >= s->useroffset &&
4514             offset - s->useroffset <= s->usersize &&
4515             n <= s->useroffset - offset + s->usersize)
4516                 return;
4517
4518         usercopy_abort("SLUB object", s->name, to_user, offset, n);
4519 }
4520 #endif /* CONFIG_HARDENED_USERCOPY */
4521
4522 size_t __ksize(const void *object)
4523 {
4524         struct folio *folio;
4525
4526         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
4527                 return 0;
4528
4529         folio = virt_to_folio(object);
4530
4531         if (unlikely(!folio_test_slab(folio)))
4532                 return folio_size(folio);
4533
4534         return slab_ksize(folio_slab(folio)->slab_cache);
4535 }
4536 EXPORT_SYMBOL(__ksize);
4537
4538 void kfree(const void *x)
4539 {
4540         struct folio *folio;
4541         struct slab *slab;
4542         void *object = (void *)x;
4543
4544         trace_kfree(_RET_IP_, x);
4545
4546         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
4547                 return;
4548
4549         folio = virt_to_folio(x);
4550         if (unlikely(!folio_test_slab(folio))) {
4551                 free_large_kmalloc(folio, object);
4552                 return;
4553         }
4554         slab = folio_slab(folio);
4555         slab_free(slab->slab_cache, slab, object, NULL, 1, _RET_IP_);
4556 }
4557 EXPORT_SYMBOL(kfree);
4558
4559 #define SHRINK_PROMOTE_MAX 32
4560
4561 /*
4562  * kmem_cache_shrink discards empty slabs and promotes the slabs filled
4563  * up most to the head of the partial lists. New allocations will then
4564  * fill those up and thus they can be removed from the partial lists.
4565  *
4566  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
4567  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
4568  * are freed in them.
4569  */
4570 static int __kmem_cache_do_shrink(struct kmem_cache *s)
4571 {
4572         int node;
4573         int i;
4574         struct kmem_cache_node *n;
4575         struct slab *slab;
4576         struct slab *t;
4577         struct list_head discard;
4578         struct list_head promote[SHRINK_PROMOTE_MAX];
4579         unsigned long flags;
4580         int ret = 0;
4581
4582         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4583                 INIT_LIST_HEAD(&discard);
4584                 for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
4585                         INIT_LIST_HEAD(promote + i);
4586
4587                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4588
4589                 /*
4590                  * Build lists of slabs to discard or promote.
4591                  *
4592                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
4593                  * list_lock. slab->inuse here is the upper limit.
4594                  */
4595                 list_for_each_entry_safe(slab, t, &n->partial, slab_list) {
4596                         int free = slab->objects - slab->inuse;
4597
4598                         /* Do not reread slab->inuse */
4599                         barrier();
4600
4601                         /* We do not keep full slabs on the list */
4602                         BUG_ON(free <= 0);
4603
4604                         if (free == slab->objects) {
4605                                 list_move(&slab->slab_list, &discard);
4606                                 n->nr_partial--;
4607                         } else if (free <= SHRINK_PROMOTE_MAX)
4608                                 list_move(&slab->slab_list, promote + free - 1);
4609                 }
4610
4611                 /*
4612                  * Promote the slabs filled up most to the head of the
4613                  * partial list.
4614                  */
4615                 for (i = SHRINK_PROMOTE_MAX - 1; i >= 0; i--)
4616                         list_splice(promote + i, &n->partial);
4617
4618                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4619
4620                 /* Release empty slabs */
4621                 list_for_each_entry_safe(slab, t, &discard, slab_list)
4622                         discard_slab(s, slab);
4623
4624                 if (slabs_node(s, node))
4625                         ret = 1;
4626         }
4627
4628         return ret;
4629 }
4630
4631 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
4632 {
4633         flush_all(s);
4634         return __kmem_cache_do_shrink(s);
4635 }
4636
4637 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
4638 {
4639         struct kmem_cache *s;
4640
4641         mutex_lock(&slab_mutex);
4642         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4643                 flush_all_cpus_locked(s);
4644                 __kmem_cache_do_shrink(s);
4645         }
4646         mutex_unlock(&slab_mutex);
4647
4648         return 0;
4649 }
4650
4651 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
4652 {
4653         struct memory_notify *marg = arg;
4654         int offline_node;
4655
4656         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
4657
4658         /*
4659          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
4660          * for it yet.
4661          */
4662         if (offline_node < 0)
4663                 return;
4664
4665         mutex_lock(&slab_mutex);
4666         node_clear(offline_node, slab_nodes);
4667         /*
4668          * We no longer free kmem_cache_node structures here, as it would be
4669          * racy with all get_node() users, and infeasible to protect them with
4670          * slab_mutex.
4671          */
4672         mutex_unlock(&slab_mutex);
4673 }
4674
4675 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
4676 {
4677         struct kmem_cache_node *n;
4678         struct kmem_cache *s;
4679         struct memory_notify *marg = arg;
4680         int nid = marg->status_change_nid_normal;
4681         int ret = 0;
4682
4683         /*
4684          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
4685          * already created. Nothing to do.
4686          */
4687         if (nid < 0)
4688                 return 0;
4689
4690         /*
4691          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
4692          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
4693          * online.
4694          */
4695         mutex_lock(&slab_mutex);
4696         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4697                 /*
4698                  * The structure may already exist if the node was previously
4699                  * onlined and offlined.
4700                  */
4701                 if (get_node(s, nid))
4702                         continue;
4703                 /*
4704                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
4705                  *      since memory is not yet available from the node that
4706                  *      is brought up.
4707                  */
4708                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
4709                 if (!n) {
4710                         ret = -ENOMEM;
4711                         goto out;
4712                 }
4713                 init_kmem_cache_node(n);
4714                 s->node[nid] = n;
4715         }
4716         /*
4717          * Any cache created after this point will also have kmem_cache_node
4718          * initialized for the new node.
4719          */
4720         node_set(nid, slab_nodes);
4721 out:
4722         mutex_unlock(&slab_mutex);
4723         return ret;
4724 }
4725
4726 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
4727                                 unsigned long action, void *arg)
4728 {
4729         int ret = 0;
4730
4731         switch (action) {
4732         case MEM_GOING_ONLINE:
4733                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
4734                 break;
4735         case MEM_GOING_OFFLINE:
4736                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
4737                 break;
4738         case MEM_OFFLINE:
4739         case MEM_CANCEL_ONLINE:
4740                 slab_mem_offline_callback(arg);
4741                 break;
4742         case MEM_ONLINE:
4743         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
4744                 break;
4745         }
4746         if (ret)
4747                 ret = notifier_from_errno(ret);
4748         else
4749                 ret = NOTIFY_OK;
4750         return ret;
4751 }
4752
4753 static struct notifier_block slab_memory_callback_nb = {
4754         .notifier_call = slab_memory_callback,
4755         .priority = SLAB_CALLBACK_PRI,
4756 };
4757
4758 /********************************************************************
4759  *                      Basic setup of slabs
4760  *******************************************************************/
4761
4762 /*
4763  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
4764  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
4765  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
4766  */
4767
4768 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
4769 {
4770         int node;
4771         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
4772         struct kmem_cache_node *n;
4773
4774         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
4775
4776         /*
4777          * This runs very early, and only the boot processor is supposed to be
4778          * up.  Even if it weren't true, IRQs are not up so we couldn't fire
4779          * IPIs around.
4780          */
4781         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
4782         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
4783                 struct slab *p;
4784
4785                 list_for_each_entry(p, &n->partial, slab_list)
4786                         p->slab_cache = s;
4787
4788 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4789                 list_for_each_entry(p, &n->full, slab_list)
4790                         p->slab_cache = s;
4791 #endif
4792         }
4793         list_add(&s->list, &slab_caches);
4794         return s;
4795 }
4796
4797 void __init kmem_cache_init(void)
4798 {
4799         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
4800                 boot_kmem_cache_node;
4801         int node;
4802
4803         if (debug_guardpage_minorder())
4804                 slub_max_order = 0;
4805
4806         /* Print slub debugging pointers without hashing */
4807         if (__slub_debug_enabled())
4808                 no_hash_pointers_enable(NULL);
4809
4810         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
4811         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
4812
4813         /*
4814          * Initialize the nodemask for which we will allocate per node
4815          * structures. Here we don't need taking slab_mutex yet.
4816          */
4817         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4818                 node_set(node, slab_nodes);
4819
4820         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
4821                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4822
4823         register_hotmemory_notifier(&slab_memory_callback_nb);
4824
4825         /* Able to allocate the per node structures */
4826         slab_state = PARTIAL;
4827
4828         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
4829                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
4830                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
4831                        SLAB_HWCACHE_ALIGN, 0, 0);
4832
4833         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
4834         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
4835
4836         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
4837         setup_kmalloc_cache_index_table();
4838         create_kmalloc_caches(0);
4839
4840         /* Setup random freelists for each cache */
4841         init_freelist_randomization();
4842
4843         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_SLUB_DEAD, "slub:dead", NULL,
4844                                   slub_cpu_dead);
4845
4846         pr_info("SLUB: HWalign=%d, Order=%u-%u, MinObjects=%u, CPUs=%u, Nodes=%u\n",
4847                 cache_line_size(),
4848                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
4849                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
4850 }
4851
4852 void __init kmem_cache_init_late(void)
4853 {
4854 }
4855
4856 struct kmem_cache *
4857 __kmem_cache_alias(const char *name, unsigned int size, unsigned int align,
4858                    slab_flags_t flags, void (*ctor)(void *))
4859 {
4860         struct kmem_cache *s;
4861
4862         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
4863         if (s) {
4864                 s->refcount++;
4865
4866                 /*
4867                  * Adjust the object sizes so that we clear
4868                  * the complete object on kzalloc.
4869                  */
4870                 s->object_size = max(s->object_size, size);
4871                 s->inuse = max(s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
4872
4873                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
4874                         s->refcount--;
4875                         s = NULL;
4876                 }
4877         }
4878
4879         return s;
4880 }
4881
4882 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, slab_flags_t flags)
4883 {
4884         int err;
4885
4886         err = kmem_cache_open(s, flags);
4887         if (err)
4888                 return err;
4889
4890         /* Mutex is not taken during early boot */
4891         if (slab_state <= UP)
4892                 return 0;
4893
4894         err = sysfs_slab_add(s);
4895         if (err) {
4896                 __kmem_cache_release(s);
4897                 return err;
4898         }
4899
4900         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
4901                 debugfs_slab_add(s);
4902
4903         return 0;
4904 }
4905
4906 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4907 {
4908         struct kmem_cache *s;
4909         void *ret;
4910
4911         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE))
4912                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4913
4914         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4915
4916         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4917                 return s;
4918
4919         ret = slab_alloc(s, NULL, gfpflags, caller, size);
4920
4921         /* Honor the call site pointer we received. */
4922         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4923
4924         return ret;
4925 }
4926 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
4927
4928 #ifdef CONFIG_NUMA
4929 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4930                                         int node, unsigned long caller)
4931 {
4932         struct kmem_cache *s;
4933         void *ret;
4934
4935         if (unlikely(size > KMALLOC_MAX_CACHE_SIZE)) {
4936                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4937
4938                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4939                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4940                                    gfpflags, node);
4941
4942                 return ret;
4943         }
4944
4945         s = kmalloc_slab(size, gfpflags);
4946
4947         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4948                 return s;
4949
4950         ret = slab_alloc_node(s, NULL, gfpflags, node, caller, size);
4951
4952         /* Honor the call site pointer we received. */
4953         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4954
4955         return ret;
4956 }
4957 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
4958 #endif
4959
4960 #ifdef CONFIG_SYSFS
4961 static int count_inuse(struct slab *slab)
4962 {
4963         return slab->inuse;
4964 }
4965
4966 static int count_total(struct slab *slab)
4967 {
4968         return slab->objects;
4969 }
4970 #endif
4971
4972 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4973 static void validate_slab(struct kmem_cache *s, struct slab *slab,
4974                           unsigned long *obj_map)
4975 {
4976         void *p;
4977         void *addr = slab_address(slab);
4978         unsigned long flags;
4979
4980         slab_lock(slab, &flags);
4981
4982         if (!check_slab(s, slab) || !on_freelist(s, slab, NULL))
4983                 goto unlock;
4984
4985         /* Now we know that a valid freelist exists */
4986         __fill_map(obj_map, s, slab);
4987         for_each_object(p, s, addr, slab->objects) {
4988                 u8 val = test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map) ?
4989                          SLUB_RED_INACTIVE : SLUB_RED_ACTIVE;
4990
4991                 if (!check_object(s, slab, p, val))
4992                         break;
4993         }
4994 unlock:
4995         slab_unlock(slab, &flags);
4996 }
4997
4998 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4999                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *obj_map)
5000 {
5001         unsigned long count = 0;
5002         struct slab *slab;
5003         unsigned long flags;
5004
5005         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
5006
5007         list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list) {
5008                 validate_slab(s, slab, obj_map);
5009                 count++;
5010         }
5011         if (count != n->nr_partial) {
5012                 pr_err("SLUB %s: %ld partial slabs counted but counter=%ld\n",
5013                        s->name, count, n->nr_partial);
5014                 slab_add_kunit_errors();
5015         }
5016
5017         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
5018                 goto out;
5019
5020         list_for_each_entry(slab, &n->full, slab_list) {
5021                 validate_slab(s, slab, obj_map);
5022                 count++;
5023         }
5024         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs)) {
5025                 pr_err("SLUB: %s %ld slabs counted but counter=%ld\n",
5026                        s->name, count, atomic_long_read(&n->nr_slabs));
5027                 slab_add_kunit_errors();
5028         }
5029
5030 out:
5031         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
5032         return count;
5033 }
5034
5035 long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
5036 {
5037         int node;
5038         unsigned long count = 0;
5039         struct kmem_cache_node *n;
5040         unsigned long *obj_map;
5041
5042         obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
5043         if (!obj_map)
5044                 return -ENOMEM;
5045
5046         flush_all(s);
5047         for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
5048                 count += validate_slab_node(s, n, obj_map);
5049
5050         bitmap_free(obj_map);
5051
5052         return count;
5053 }
5054 EXPORT_SYMBOL(validate_slab_cache);
5055
5056 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
5057 /*
5058  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
5059  * and freed.
5060  */
5061
5062 struct location {
5063         depot_stack_handle_t handle;
5064         unsigned long count;
5065         unsigned long addr;
5066         long long sum_time;
5067         long min_time;
5068         long max_time;
5069         long min_pid;
5070         long max_pid;
5071         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
5072         nodemask_t nodes;
5073 };
5074
5075 struct loc_track {
5076         unsigned long max;
5077         unsigned long count;
5078         struct location *loc;
5079         loff_t idx;
5080 };
5081
5082 static struct dentry *slab_debugfs_root;
5083
5084 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
5085 {
5086         if (t->max)
5087                 free_pages((unsigned long)t->loc,
5088                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
5089 }
5090
5091 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
5092 {
5093         struct location *l;
5094         int order;
5095
5096         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
5097
5098         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
5099         if (!l)
5100                 return 0;
5101
5102         if (t->count) {
5103                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
5104                 free_loc_track(t);
5105         }
5106         t->max = max;
5107         t->loc = l;
5108         return 1;
5109 }
5110
5111 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
5112                                 const struct track *track)
5113 {
5114         long start, end, pos;
5115         struct location *l;
5116         unsigned long caddr, chandle;
5117         unsigned long age = jiffies - track->when;
5118         depot_stack_handle_t handle = 0;
5119
5120 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
5121         handle = READ_ONCE(track->handle);
5122 #endif
5123         start = -1;
5124         end = t->count;
5125
5126         for ( ; ; ) {
5127                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
5128
5129                 /*
5130                  * There is nothing at "end". If we end up there
5131                  * we need to add something to before end.
5132                  */
5133                 if (pos == end)
5134                         break;
5135
5136                 caddr = t->loc[pos].addr;
5137                 chandle = t->loc[pos].handle;
5138                 if ((track->addr == caddr) && (handle == chandle)) {
5139
5140                         l = &t->loc[pos];
5141                         l->count++;
5142                         if (track->when) {
5143                                 l->sum_time += age;
5144                                 if (age < l->min_time)
5145                                         l->min_time = age;
5146                                 if (age > l->max_time)
5147                                         l->max_time = age;
5148
5149                                 if (track->pid < l->min_pid)
5150                                         l->min_pid = track->pid;
5151                                 if (track->pid > l->max_pid)
5152                                         l->max_pid = track->pid;
5153
5154                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
5155                                                 to_cpumask(l->cpus));
5156                         }
5157                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
5158                         return 1;
5159                 }
5160
5161                 if (track->addr < caddr)
5162                         end = pos;
5163                 else if (track->addr == caddr && handle < chandle)
5164                         end = pos;
5165                 else
5166                         start = pos;
5167         }
5168
5169         /*
5170          * Not found. Insert new tracking element.
5171          */
5172         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
5173                 return 0;
5174
5175         l = t->loc + pos;
5176         if (pos < t->count)
5177                 memmove(l + 1, l,
5178                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
5179         t->count++;
5180         l->count = 1;
5181         l->addr = track->addr;
5182         l->sum_time = age;
5183         l->min_time = age;
5184         l->max_time = age;
5185         l->min_pid = track->pid;
5186         l->max_pid = track->pid;
5187         l->handle = handle;
5188         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
5189         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
5190         nodes_clear(l->nodes);
5191         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
5192         return 1;
5193 }
5194
5195 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
5196                 struct slab *slab, enum track_item alloc,
5197                 unsigned long *obj_map)
5198 {
5199         void *addr = slab_address(slab);
5200         void *p;
5201
5202         __fill_map(obj_map, s, slab);
5203
5204         for_each_object(p, s, addr, slab->objects)
5205                 if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map))
5206                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
5207 }
5208 #endif  /* CONFIG_DEBUG_FS   */
5209 #endif  /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5210
5211 #ifdef CONFIG_SYSFS
5212 enum slab_stat_type {
5213         SL_ALL,                 /* All slabs */
5214         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
5215         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
5216         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
5217         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
5218 };
5219
5220 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
5221 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
5222 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
5223 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
5224 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
5225
5226 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
5227                                  char *buf, unsigned long flags)
5228 {
5229         unsigned long total = 0;
5230         int node;
5231         int x;
5232         unsigned long *nodes;
5233         int len = 0;
5234
5235         nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
5236         if (!nodes)
5237                 return -ENOMEM;
5238
5239         if (flags & SO_CPU) {
5240                 int cpu;
5241
5242                 for_each_possible_cpu(cpu) {
5243                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab,
5244                                                                cpu);
5245                         int node;
5246                         struct slab *slab;
5247
5248                         slab = READ_ONCE(c->slab);
5249                         if (!slab)
5250                                 continue;
5251
5252                         node = slab_nid(slab);
5253                         if (flags & SO_TOTAL)
5254                                 x = slab->objects;
5255                         else if (flags & SO_OBJECTS)
5256                                 x = slab->inuse;
5257                         else
5258                                 x = 1;
5259
5260                         total += x;
5261                         nodes[node] += x;
5262
5263 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
5264                         slab = slub_percpu_partial_read_once(c);
5265                         if (slab) {
5266                                 node = slab_nid(slab);
5267                                 if (flags & SO_TOTAL)
5268                                         WARN_ON_ONCE(1);
5269                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
5270                                         WARN_ON_ONCE(1);
5271                                 else
5272                                         x = slab->slabs;
5273                                 total += x;
5274                                 nodes[node] += x;
5275                         }
5276 #endif
5277                 }
5278         }
5279
5280         /*
5281          * It is impossible to take "mem_hotplug_lock" here with "kernfs_mutex"
5282          * already held which will conflict with an existing lock order:
5283          *
5284          * mem_hotplug_lock->slab_mutex->kernfs_mutex
5285          *
5286          * We don't really need mem_hotplug_lock (to hold off
5287          * slab_mem_going_offline_callback) here because slab's memory hot
5288          * unplug code doesn't destroy the kmem_cache->node[] data.
5289          */
5290
5291 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5292         if (flags & SO_ALL) {
5293                 struct kmem_cache_node *n;
5294
5295                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5296
5297                         if (flags & SO_TOTAL)
5298                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects);
5299                         else if (flags & SO_OBJECTS)
5300                                 x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
5301                                         count_partial(n, count_free);
5302                         else
5303                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
5304                         total += x;
5305                         nodes[node] += x;
5306                 }
5307
5308         } else
5309 #endif
5310         if (flags & SO_PARTIAL) {
5311                 struct kmem_cache_node *n;
5312
5313                 for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
5314                         if (flags & SO_TOTAL)
5315                                 x = count_partial(n, count_total);
5316                         else if (flags & SO_OBJECTS)
5317                                 x = count_partial(n, count_inuse);
5318                         else
5319                                 x = n->nr_partial;
5320                         total += x;
5321                         nodes[node] += x;
5322                 }
5323         }
5324
5325         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", total);
5326 #ifdef CONFIG_NUMA
5327         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++) {
5328                 if (nodes[node])
5329                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " N%d=%lu",
5330                                              node, nodes[node]);
5331         }
5332 #endif
5333         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5334         kfree(nodes);
5335
5336         return len;
5337 }
5338
5339 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
5340 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
5341
5342 struct slab_attribute {
5343         struct attribute attr;
5344         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
5345         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
5346 };
5347
5348 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
5349         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO_MODE(_name, 0400)
5350
5351 #define SLAB_ATTR(_name) \
5352         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RW_MODE(_name, 0600)
5353
5354 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5355 {
5356         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->size);
5357 }
5358 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
5359
5360 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5361 {
5362         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->align);
5363 }
5364 SLAB_ATTR_RO(align);
5365
5366 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5367 {
5368         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->object_size);
5369 }
5370 SLAB_ATTR_RO(object_size);
5371
5372 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5373 {
5374         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_objects(s->oo));
5375 }
5376 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
5377
5378 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5379 {
5380         return sysfs_emit(buf, "%u\n", oo_order(s->oo));
5381 }
5382 SLAB_ATTR_RO(order);
5383
5384 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5385 {
5386         return sysfs_emit(buf, "%lu\n", s->min_partial);
5387 }
5388
5389 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5390                                  size_t length)
5391 {
5392         unsigned long min;
5393         int err;
5394
5395         err = kstrtoul(buf, 10, &min);
5396         if (err)
5397                 return err;
5398
5399         s->min_partial = min;
5400         return length;
5401 }
5402 SLAB_ATTR(min_partial);
5403
5404 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5405 {
5406         unsigned int nr_partial = 0;
5407 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
5408         nr_partial = s->cpu_partial;
5409 #endif
5410
5411         return sysfs_emit(buf, "%u\n", nr_partial);
5412 }
5413
5414 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
5415                                  size_t length)
5416 {
5417         unsigned int objects;
5418         int err;
5419
5420         err = kstrtouint(buf, 10, &objects);
5421         if (err)
5422                 return err;
5423         if (objects && !kmem_cache_has_cpu_partial(s))
5424                 return -EINVAL;
5425
5426         slub_set_cpu_partial(s, objects);
5427         flush_all(s);
5428         return length;
5429 }
5430 SLAB_ATTR(cpu_partial);
5431
5432 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5433 {
5434         if (!s->ctor)
5435                 return 0;
5436         return sysfs_emit(buf, "%pS\n", s->ctor);
5437 }
5438 SLAB_ATTR_RO(ctor);
5439
5440 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5441 {
5442         return sysfs_emit(buf, "%d\n", s->refcount < 0 ? 0 : s->refcount - 1);
5443 }
5444 SLAB_ATTR_RO(aliases);
5445
5446 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5447 {
5448         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
5449 }
5450 SLAB_ATTR_RO(partial);
5451
5452 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5453 {
5454         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
5455 }
5456 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
5457
5458 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5459 {
5460         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
5461 }
5462 SLAB_ATTR_RO(objects);
5463
5464 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5465 {
5466         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
5467 }
5468 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
5469
5470 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5471 {
5472         int objects = 0;
5473         int slabs = 0;
5474         int cpu __maybe_unused;
5475         int len = 0;
5476
5477 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
5478         for_each_online_cpu(cpu) {
5479                 struct slab *slab;
5480
5481                 slab = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5482
5483                 if (slab)
5484                         slabs += slab->slabs;
5485         }
5486 #endif
5487
5488         /* Approximate half-full slabs, see slub_set_cpu_partial() */
5489         objects = (slabs * oo_objects(s->oo)) / 2;
5490         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%d(%d)", objects, slabs);
5491
5492 #if defined(CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL) && defined(CONFIG_SMP)
5493         for_each_online_cpu(cpu) {
5494                 struct slab *slab;
5495
5496                 slab = slub_percpu_partial(per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu));
5497                 if (slab) {
5498                         slabs = READ_ONCE(slab->slabs);
5499                         objects = (slabs * oo_objects(s->oo)) / 2;
5500                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%d(%d)",
5501                                              cpu, objects, slabs);
5502                 }
5503         }
5504 #endif
5505         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5506
5507         return len;
5508 }
5509 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
5510
5511 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5512 {
5513         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
5514 }
5515 SLAB_ATTR_RO(reclaim_account);
5516
5517 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5518 {
5519         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
5520 }
5521 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
5522
5523 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5524 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5525 {
5526         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
5527 }
5528 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
5529 #endif
5530
5531 static ssize_t usersize_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5532 {
5533         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->usersize);
5534 }
5535 SLAB_ATTR_RO(usersize);
5536
5537 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5538 {
5539         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TYPESAFE_BY_RCU));
5540 }
5541 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
5542
5543 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5544 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5545 {
5546         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
5547 }
5548 SLAB_ATTR_RO(slabs);
5549
5550 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5551 {
5552         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
5553 }
5554 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
5555
5556 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5557 {
5558         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS));
5559 }
5560 SLAB_ATTR_RO(sanity_checks);
5561
5562 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5563 {
5564         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
5565 }
5566 SLAB_ATTR_RO(trace);
5567
5568 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5569 {
5570         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
5571 }
5572
5573 SLAB_ATTR_RO(red_zone);
5574
5575 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5576 {
5577         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
5578 }
5579
5580 SLAB_ATTR_RO(poison);
5581
5582 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5583 {
5584         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
5585 }
5586
5587 SLAB_ATTR_RO(store_user);
5588
5589 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5590 {
5591         return 0;
5592 }
5593
5594 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
5595                         const char *buf, size_t length)
5596 {
5597         int ret = -EINVAL;
5598
5599         if (buf[0] == '1') {
5600                 ret = validate_slab_cache(s);
5601                 if (ret >= 0)
5602                         ret = length;
5603         }
5604         return ret;
5605 }
5606 SLAB_ATTR(validate);
5607
5608 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
5609
5610 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5611 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5612 {
5613         return sysfs_emit(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
5614 }
5615 SLAB_ATTR_RO(failslab);
5616 #endif
5617
5618 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5619 {
5620         return 0;
5621 }
5622
5623 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
5624                         const char *buf, size_t length)
5625 {
5626         if (buf[0] == '1')
5627                 kmem_cache_shrink(s);
5628         else
5629                 return -EINVAL;
5630         return length;
5631 }
5632 SLAB_ATTR(shrink);
5633
5634 #ifdef CONFIG_NUMA
5635 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5636 {
5637         return sysfs_emit(buf, "%u\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5638 }
5639
5640 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5641                                 const char *buf, size_t length)
5642 {
5643         unsigned int ratio;
5644         int err;
5645
5646         err = kstrtouint(buf, 10, &ratio);
5647         if (err)
5648                 return err;
5649         if (ratio > 100)
5650                 return -ERANGE;
5651
5652         s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5653
5654         return length;
5655 }
5656 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5657 #endif
5658
5659 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5660 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5661 {
5662         unsigned long sum  = 0;
5663         int cpu;
5664         int len = 0;
5665         int *data = kmalloc_array(nr_cpu_ids, sizeof(int), GFP_KERNEL);
5666
5667         if (!data)
5668                 return -ENOMEM;
5669
5670         for_each_online_cpu(cpu) {
5671                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5672
5673                 data[cpu] = x;
5674                 sum += x;
5675         }
5676
5677         len += sysfs_emit_at(buf, len, "%lu", sum);
5678
5679 #ifdef CONFIG_SMP
5680         for_each_online_cpu(cpu) {
5681                 if (data[cpu])
5682                         len += sysfs_emit_at(buf, len, " C%d=%u",
5683                                              cpu, data[cpu]);
5684         }
5685 #endif
5686         kfree(data);
5687         len += sysfs_emit_at(buf, len, "\n");
5688
5689         return len;
5690 }
5691
5692 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5693 {
5694         int cpu;
5695
5696         for_each_online_cpu(cpu)
5697                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5698 }
5699
5700 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5701 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5702 {                                                               \
5703         return show_stat(s, buf, si);                           \
5704 }                                                               \
5705 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5706                                 const char *buf, size_t length) \
5707 {                                                               \
5708         if (buf[0] != '0')                                      \
5709                 return -EINVAL;                                 \
5710         clear_stat(s, si);                                      \
5711         return length;                                          \
5712 }                                                               \
5713 SLAB_ATTR(text);                                                \
5714
5715 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5716 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5717 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5718 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5719 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5720 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5721 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5722 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5723 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5724 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5725 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5726 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5727 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5728 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5729 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5730 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5731 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5732 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5733 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5734 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5735 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5736 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5737 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5738 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5739 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5740 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5741 #endif  /* CONFIG_SLUB_STATS */
5742
5743 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5744         &slab_size_attr.attr,
5745         &object_size_attr.attr,
5746         &objs_per_slab_attr.attr,
5747         &order_attr.attr,
5748         &min_partial_attr.attr,
5749         &cpu_partial_attr.attr,
5750         &objects_attr.attr,
5751         &objects_partial_attr.attr,
5752         &partial_attr.attr,
5753         &cpu_slabs_attr.attr,
5754         &ctor_attr.attr,
5755         &aliases_attr.attr,
5756         &align_attr.attr,
5757         &hwcache_align_attr.attr,
5758         &reclaim_account_attr.attr,
5759         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5760         &shrink_attr.attr,
5761         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5762 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5763         &total_objects_attr.attr,
5764         &slabs_attr.attr,
5765         &sanity_checks_attr.attr,
5766         &trace_attr.attr,
5767         &red_zone_attr.attr,
5768         &poison_attr.attr,
5769         &store_user_attr.attr,
5770         &validate_attr.attr,
5771 #endif
5772 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5773         &cache_dma_attr.attr,
5774 #endif
5775 #ifdef CONFIG_NUMA
5776         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5777 #endif
5778 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5779         &alloc_fastpath_attr.attr,
5780         &alloc_slowpath_attr.attr,
5781         &free_fastpath_attr.attr,
5782         &free_slowpath_attr.attr,
5783         &free_frozen_attr.attr,
5784         &free_add_partial_attr.attr,
5785         &free_remove_partial_attr.attr,
5786         &alloc_from_partial_attr.attr,
5787         &alloc_slab_attr.attr,
5788         &alloc_refill_attr.attr,
5789         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5790         &free_slab_attr.attr,
5791         &cpuslab_flush_attr.attr,
5792         &deactivate_full_attr.attr,
5793         &deactivate_empty_attr.attr,
5794         &deactivate_to_head_attr.attr,
5795         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5796         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5797         &deactivate_bypass_attr.attr,
5798         &order_fallback_attr.attr,
5799         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5800         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5801         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5802         &cpu_partial_free_attr.attr,
5803         &cpu_partial_node_attr.attr,
5804         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5805 #endif
5806 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5807         &failslab_attr.attr,
5808 #endif
5809         &usersize_attr.attr,
5810
5811         NULL
5812 };
5813
5814 static const struct attribute_group slab_attr_group = {
5815         .attrs = slab_attrs,
5816 };
5817
5818 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5819                                 struct attribute *attr,
5820                                 char *buf)
5821 {
5822         struct slab_attribute *attribute;
5823         struct kmem_cache *s;
5824         int err;
5825
5826         attribute = to_slab_attr(attr);
5827         s = to_slab(kobj);
5828
5829         if (!attribute->show)
5830                 return -EIO;
5831
5832         err = attribute->show(s, buf);
5833
5834         return err;
5835 }
5836
5837 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5838                                 struct attribute *attr,
5839                                 const char *buf, size_t len)
5840 {
5841         struct slab_attribute *attribute;
5842         struct kmem_cache *s;
5843         int err;
5844
5845         attribute = to_slab_attr(attr);
5846         s = to_slab(kobj);
5847
5848         if (!attribute->store)
5849                 return -EIO;
5850
5851         err = attribute->store(s, buf, len);
5852         return err;
5853 }
5854
5855 static void kmem_cache_release(struct kobject *k)
5856 {
5857         slab_kmem_cache_release(to_slab(k));
5858 }
5859
5860 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5861         .show = slab_attr_show,
5862         .store = slab_attr_store,
5863 };
5864
5865 static struct kobj_type slab_ktype = {
5866         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5867         .release = kmem_cache_release,
5868 };
5869
5870 static struct kset *slab_kset;
5871
5872 static inline struct kset *cache_kset(struct kmem_cache *s)
5873 {
5874         return slab_kset;
5875 }
5876
5877 #define ID_STR_LENGTH 64
5878
5879 /* Create a unique string id for a slab cache:
5880  *
5881  * Format       :[flags-]size
5882  */
5883 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5884 {
5885         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5886         char *p = name;
5887
5888         BUG_ON(!name);
5889
5890         *p++ = ':';
5891         /*
5892          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5893          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5894          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5895          * are matched during merging to guarantee that the id is
5896          * unique.
5897          */
5898         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5899                 *p++ = 'd';
5900         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA32)
5901                 *p++ = 'D';
5902         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5903                 *p++ = 'a';
5904         if (s->flags & SLAB_CONSISTENCY_CHECKS)
5905                 *p++ = 'F';
5906         if (s->flags & SLAB_ACCOUNT)
5907                 *p++ = 'A';
5908         if (p != name + 1)
5909                 *p++ = '-';
5910         p += sprintf(p, "%07u", s->size);
5911
5912         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5913         return name;
5914 }
5915
5916 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5917 {
5918         int err;
5919         const char *name;
5920         struct kset *kset = cache_kset(s);
5921         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5922
5923         if (!kset) {
5924                 kobject_init(&s->kobj, &slab_ktype);
5925                 return 0;
5926         }
5927
5928         if (!unmergeable && disable_higher_order_debug &&
5929                         (slub_debug & DEBUG_METADATA_FLAGS))
5930                 unmergeable = 1;
5931
5932         if (unmergeable) {
5933                 /*
5934                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5935                  * This is typically the case for debug situations. In that
5936                  * case we can catch duplicate names easily.
5937                  */
5938                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5939                 name = s->name;
5940         } else {
5941                 /*
5942                  * Create a unique name for the slab as a target
5943                  * for the symlinks.
5944                  */
5945                 name = create_unique_id(s);
5946         }
5947
5948         s->kobj.kset = kset;
5949         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, "%s", name);
5950         if (err)
5951                 goto out;
5952
5953         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5954         if (err)
5955                 goto out_del_kobj;
5956
5957         if (!unmergeable) {
5958                 /* Setup first alias */
5959                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5960         }
5961 out:
5962         if (!unmergeable)
5963                 kfree(name);
5964         return err;
5965 out_del_kobj:
5966         kobject_del(&s->kobj);
5967         goto out;
5968 }
5969
5970 void sysfs_slab_unlink(struct kmem_cache *s)
5971 {
5972         if (slab_state >= FULL)
5973                 kobject_del(&s->kobj);
5974 }
5975
5976 void sysfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
5977 {
5978         if (slab_state >= FULL)
5979                 kobject_put(&s->kobj);
5980 }
5981
5982 /*
5983  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5984  * available lest we lose that information.
5985  */
5986 struct saved_alias {
5987         struct kmem_cache *s;
5988         const char *name;
5989         struct saved_alias *next;
5990 };
5991
5992 static struct saved_alias *alias_list;
5993
5994 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5995 {
5996         struct saved_alias *al;
5997
5998         if (slab_state == FULL) {
5999                 /*
6000                  * If we have a leftover link then remove it.
6001                  */
6002                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
6003                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
6004         }
6005
6006         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
6007         if (!al)
6008                 return -ENOMEM;
6009
6010         al->s = s;
6011         al->name = name;
6012         al->next = alias_list;
6013         alias_list = al;
6014         return 0;
6015 }
6016
6017 static int __init slab_sysfs_init(void)
6018 {
6019         struct kmem_cache *s;
6020         int err;
6021
6022         mutex_lock(&slab_mutex);
6023
6024         slab_kset = kset_create_and_add("slab", NULL, kernel_kobj);
6025         if (!slab_kset) {
6026                 mutex_unlock(&slab_mutex);
6027                 pr_err("Cannot register slab subsystem.\n");
6028                 return -ENOSYS;
6029         }
6030
6031         slab_state = FULL;
6032
6033         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
6034                 err = sysfs_slab_add(s);
6035                 if (err)
6036                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab %s to sysfs\n",
6037                                s->name);
6038         }
6039
6040         while (alias_list) {
6041                 struct saved_alias *al = alias_list;
6042
6043                 alias_list = alias_list->next;
6044                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
6045                 if (err)
6046                         pr_err("SLUB: Unable to add boot slab alias %s to sysfs\n",
6047                                al->name);
6048                 kfree(al);
6049         }
6050
6051         mutex_unlock(&slab_mutex);
6052         return 0;
6053 }
6054
6055 __initcall(slab_sysfs_init);
6056 #endif /* CONFIG_SYSFS */
6057
6058 #if defined(CONFIG_SLUB_DEBUG) && defined(CONFIG_DEBUG_FS)
6059 static int slab_debugfs_show(struct seq_file *seq, void *v)
6060 {
6061         struct loc_track *t = seq->private;
6062         struct location *l;
6063         unsigned long idx;
6064
6065         idx = (unsigned long) t->idx;
6066         if (idx < t->count) {
6067                 l = &t->loc[idx];
6068
6069                 seq_printf(seq, "%7ld ", l->count);
6070
6071                 if (l->addr)
6072                         seq_printf(seq, "%pS", (void *)l->addr);
6073                 else
6074                         seq_puts(seq, "<not-available>");
6075
6076                 if (l->sum_time != l->min_time) {
6077                         seq_printf(seq, " age=%ld/%llu/%ld",
6078                                 l->min_time, div_u64(l->sum_time, l->count),
6079                                 l->max_time);
6080                 } else
6081                         seq_printf(seq, " age=%ld", l->min_time);
6082
6083                 if (l->min_pid != l->max_pid)
6084                         seq_printf(seq, " pid=%ld-%ld", l->min_pid, l->max_pid);
6085                 else
6086                         seq_printf(seq, " pid=%ld",
6087                                 l->min_pid);
6088
6089                 if (num_online_cpus() > 1 && !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)))
6090                         seq_printf(seq, " cpus=%*pbl",
6091                                  cpumask_pr_args(to_cpumask(l->cpus)));
6092
6093                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes))
6094                         seq_printf(seq, " nodes=%*pbl",
6095                                  nodemask_pr_args(&l->nodes));
6096
6097 #ifdef CONFIG_STACKDEPOT
6098                 {
6099                         depot_stack_handle_t handle;
6100                         unsigned long *entries;
6101                         unsigned int nr_entries, j;
6102
6103                         handle = READ_ONCE(l->handle);
6104                         if (handle) {
6105                                 nr_entries = stack_depot_fetch(handle, &entries);
6106                                 seq_puts(seq, "\n");
6107                                 for (j = 0; j < nr_entries; j++)
6108                                         seq_printf(seq, "        %pS\n", (void *)entries[j]);
6109                         }
6110                 }
6111 #endif
6112                 seq_puts(seq, "\n");
6113         }
6114
6115         if (!idx && !t->count)
6116                 seq_puts(seq, "No data\n");
6117
6118         return 0;
6119 }
6120
6121 static void slab_debugfs_stop(struct seq_file *seq, void *v)
6122 {
6123 }
6124
6125 static void *slab_debugfs_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *ppos)
6126 {
6127         struct loc_track *t = seq->private;
6128
6129         t->idx = ++(*ppos);
6130         if (*ppos <= t->count)
6131                 return ppos;
6132
6133         return NULL;
6134 }
6135
6136 static int cmp_loc_by_count(const void *a, const void *b, const void *data)
6137 {
6138         struct location *loc1 = (struct location *)a;
6139         struct location *loc2 = (struct location *)b;
6140
6141         if (loc1->count > loc2->count)
6142                 return -1;
6143         else
6144                 return 1;
6145 }
6146
6147 static void *slab_debugfs_start(struct seq_file *seq, loff_t *ppos)
6148 {
6149         struct loc_track *t = seq->private;
6150
6151         t->idx = *ppos;
6152         return ppos;
6153 }
6154
6155 static const struct seq_operations slab_debugfs_sops = {
6156         .start  = slab_debugfs_start,
6157         .next   = slab_debugfs_next,
6158         .stop   = slab_debugfs_stop,
6159         .show   = slab_debugfs_show,
6160 };
6161
6162 static int slab_debug_trace_open(struct inode *inode, struct file *filep)
6163 {
6164
6165         struct kmem_cache_node *n;
6166         enum track_item alloc;
6167         int node;
6168         struct loc_track *t = __seq_open_private(filep, &slab_debugfs_sops,
6169                                                 sizeof(struct loc_track));
6170         struct kmem_cache *s = file_inode(filep)->i_private;
6171         unsigned long *obj_map;
6172
6173         if (!t)
6174                 return -ENOMEM;
6175
6176         obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
6177         if (!obj_map) {
6178                 seq_release_private(inode, filep);
6179                 return -ENOMEM;
6180         }
6181
6182         if (strcmp(filep->f_path.dentry->d_name.name, "alloc_traces") == 0)
6183                 alloc = TRACK_ALLOC;
6184         else
6185                 alloc = TRACK_FREE;
6186
6187         if (!alloc_loc_track(t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location), GFP_KERNEL)) {
6188                 bitmap_free(obj_map);
6189                 seq_release_private(inode, filep);
6190                 return -ENOMEM;
6191         }
6192
6193         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
6194                 unsigned long flags;
6195                 struct slab *slab;
6196
6197                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
6198                         continue;
6199
6200                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
6201                 list_for_each_entry(slab, &n->partial, slab_list)
6202                         process_slab(t, s, slab, alloc, obj_map);
6203                 list_for_each_entry(slab, &n->full, slab_list)
6204                         process_slab(t, s, slab, alloc, obj_map);
6205                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
6206         }
6207
6208         /* Sort locations by count */
6209         sort_r(t->loc, t->count, sizeof(struct location),
6210                 cmp_loc_by_count, NULL, NULL);
6211
6212         bitmap_free(obj_map);
6213         return 0;
6214 }
6215
6216 static int slab_debug_trace_release(struct inode *inode, struct file *file)
6217 {
6218         struct seq_file *seq = file->private_data;
6219         struct loc_track *t = seq->private;
6220
6221         free_loc_track(t);
6222         return seq_release_private(inode, file);
6223 }
6224
6225 static const struct file_operations slab_debugfs_fops = {
6226         .open    = slab_debug_trace_open,
6227         .read    = seq_read,
6228         .llseek  = seq_lseek,
6229         .release = slab_debug_trace_release,
6230 };
6231
6232 static void debugfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
6233 {
6234         struct dentry *slab_cache_dir;
6235
6236         if (unlikely(!slab_debugfs_root))
6237                 return;
6238
6239         slab_cache_dir = debugfs_create_dir(s->name, slab_debugfs_root);
6240
6241         debugfs_create_file("alloc_traces", 0400,
6242                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
6243
6244         debugfs_create_file("free_traces", 0400,
6245                 slab_cache_dir, s, &slab_debugfs_fops);
6246 }
6247
6248 void debugfs_slab_release(struct kmem_cache *s)
6249 {
6250         debugfs_remove_recursive(debugfs_lookup(s->name, slab_debugfs_root));
6251 }
6252
6253 static int __init slab_debugfs_init(void)
6254 {
6255         struct kmem_cache *s;
6256
6257         slab_debugfs_root = debugfs_create_dir("slab", NULL);
6258
6259         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
6260                 if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
6261                         debugfs_slab_add(s);
6262
6263         return 0;
6264
6265 }
6266 __initcall(slab_debugfs_init);
6267 #endif
6268 /*
6269  * The /proc/slabinfo ABI
6270  */
6271 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
6272 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
6273 {
6274         unsigned long nr_slabs = 0;
6275         unsigned long nr_objs = 0;
6276         unsigned long nr_free = 0;
6277         int node;
6278         struct kmem_cache_node *n;
6279
6280         for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
6281                 nr_slabs += node_nr_slabs(n);
6282                 nr_objs += node_nr_objs(n);
6283                 nr_free += count_partial(n, count_free);
6284         }
6285
6286         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
6287         sinfo->num_objs = nr_objs;
6288         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
6289         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
6290         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
6291         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
6292 }
6293
6294 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
6295 {
6296 }
6297
6298 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
6299                        size_t count, loff_t *ppos)
6300 {
6301         return -EIO;
6302 }
6303 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */